Technisches GebietTechnical field
Zur Regelung von Drehstromgeneratoren, die
an Verbrennungskraftmaschinen zur Speisung des Bordnetzes eines
Kraftfahrzeuges und zum Aufladen der Fahrzeugbatterie eingesetzt
werden, können
neben Standardreglern auch Multifuktionsregler eingesetzt werden.
Bei Multifunktionsreglern ist neben der normalen Spannungsregelung
noch die Implementierung von Sonderfunktionen realisierbar. Eine Sonderfunktion
ist die "Load-Response-Funktion" (LRF). Durch eine
begrenzte Steigerungsrate der Abgabe elektrischer Leistung des Drehstromgenerators über die
Zeit, wird das Lauf- und Abgasverhalten einer Verbrennungskraftmaschine
unterstützt,
insbesondere wird verhindert, das bei Zuschaltung elektrischer Verbraucher
im Bordnetz des Kraftfahrzeuges das durch die Ausgangsleistungserhöhung des
Drehstromgenerators auf die Verbrennungskraftmaschine rückwirkende
Bremsmoment einen Drehzahleinbruch oder ein "Abwürgen" der Verbrennungskraftmaschine
erfolgt.For the control of three-phase generators
on internal combustion engines for feeding the vehicle electrical system
Motor vehicle and used to charge the vehicle battery
can be
In addition to standard controllers, multifunction controllers can also be used.
In the case of multifunction controllers, in addition to the normal voltage regulation
the implementation of special functions is still possible. A special function
is the "Load Response Function" (LRF). By a
limited rate of increase in the electrical power output of the alternator over the
Time, the running and exhaust behavior of an internal combustion engine
support
in particular, this prevents the connection of electrical consumers
in the electrical system of the motor vehicle by the increase in output power of
Three-phase generator retroactively on the internal combustion engine
Braking torque slump or a "stall" of the internal combustion engine
he follows.
Stand der TechnikState of the art
Heute in Kraftfahrzeugen eingesetzte
Generatoren geben ein Lastsignal. Außerdem können die Sollspannung des Generators
und/oder die Load-Response-Zeit, gesteuert werden. Die entsprechenden Signale
können
sowohl digital mittels eines Bussystems (z.B. über eine bitsynchrone Schnittstelle)
als auch in analoger Form, z.B. in Gestalt eines Pulsweiten Modulations-Signales übermittelt
werden. Dem Generator wird eingangsseitig die Sollspannung des Fahrzeugbordnetzes
aufgegeben. Ferner kann ein Signal, welches die Load-Response-Zeit, mit
welcher ein rampenförmiges
Ansteigen des Erregerstroms im Drehstromgenerator gesteuert wird,
an den Drehstromgenerator übermittelt
werden. Mittels dieser Eingangsgrößen des Drehstromgenerators
lassen sich u.a. dessen elektrische Leistung sowie dessen Schleppmoment
bei einer bekannten Drehzahl beeinflussen.Today used in motor vehicles
Generators give a load signal. In addition, the target voltage of the generator
and / or the load response time can be controlled. The corresponding signals
can
both digitally using a bus system (e.g. via a bit-synchronous interface)
as well as in analog form, e.g. transmitted in the form of a pulse width modulation signal
become. The target voltage of the vehicle electrical system is on the input side of the generator
given up. Furthermore, a signal, which the load response time with
which is a ramp-shaped
The excitation current is controlled in the three-phase generator,
transmitted to the three-phase generator
become. By means of these input variables of the three-phase generator
can be its electrical power and its drag torque
influence at a known speed.
Die Load-Response-Funktion kann der Spannungsregelung
am Drehstromgenerator von außen
gesteuert überlagert
werden. Dies hat zur Folge, dass die Pulsweite des Erregerstroms
im Erregerkreis des Drehstromgenerators von dem von außen aufgeprägten pulsweiten
gesteuerten Load-Response-Signal begrenzt wird. Damit ist die elektrische
Ausgangsleistung des Drehstromgenerators in einem bestimmten Betriebspunkt
und somit sein Schleppmoment, was durch die Verbrennungskraftmaschine
aufzubringen ist, begrenzt. Dies hat zur Folge, dass bei einem elektrischen
Lastsprung kein schlagartig auftretendes Bremsmoment über den den
Drehstromgenerator antreibenden Keilriemen auf die Verbrennungskraftmaschine
zurückwirkt
und an dieser, insbesondere im niedrigen Drehzahlbereich einen Drehzahleinbruch
hervorruft. Ein Drehzahleinbruch kann insbesondere an kleineren
Verbrennungskraftmaschinen mit geringerem Hubraum auftreten, die
aufgrund ihres vergleichsweise geringen Drehmomentes die Leistung über die
Drehzahl aufbringen.The load response function can control the voltage
on the three-phase generator from the outside
controlled superimposed
become. This has the consequence that the pulse width of the excitation current
in the excitation circuit of the three-phase generator from the pulse widths impressed from the outside
controlled load response signal is limited. So that is electrical
Output power of the three-phase generator at a certain operating point
and thus its drag torque caused by the internal combustion engine
is limited. As a result, an electrical
Load jump no sudden braking torque over the
Three-phase generator driving V-belt on the internal combustion engine
reacts
and at this, especially in the low speed range, a drop in speed
causes. A drop in speed can be particularly small
Combustion engines with lower displacement occur that
due to their comparatively low torque, the power over the
Apply speed.
In den oben erwähnten, ungünstigen Betriebspunkten einer
Verbrennungskraftmaschine wird bei Einschalten einer starken elektrischen
Last die benötigte
elektrische Energie vorübergehend
aus der Fahrzeugbatterie geliefert. Während dieser Zeitspanne wird
die Load-Response-Funktion
rampenförmig hochgefahren,
wodurch der Erregerstrom im Erregerkreis des Drehstromgenerators
zunimmt. Dies geschieht solange, bis die ins Bordnetz eingespeiste elektrische
Leistung des Drehstromgenerators gleich der im Bordnetz verbrauchten
elektrischen Leistung ist und sich die Sollspannung im Bordnetz
wieder einstellt.In the above-mentioned, unfavorable operating points one
Internal combustion engine is switched on when a strong electrical
Load the needed one
electrical energy temporarily
delivered from the vehicle battery. During this period
the load response function
ramped up,
whereby the excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator
increases. This continues until the electrical that is fed into the vehicle electrical system
Power of the three-phase generator equal to that consumed in the vehicle electrical system
electrical power and the target voltage in the vehicle electrical system
resumes.
Abhängig vom Betriebszustand der
Verbrennungskraftmaschine kann die Rampe, entsprechend derer die
Load-Response-Funktion hochgefahren wird mehr oder weniger steil
gesteuert werden, in dem eine schrittweise Verlängerung der Pulsweite der Load-Response-Funktion erfolgt.
Das entsprechend der Rampensteigung zunehmende Schleppmoment, was über den
Riementrieb der Verbrennungskraftmaschine an den Drehstromgenerator
zu dessen Antrieb übertragen
wird, kann durch eine Verschiebung des Zündwinkels bzw. einer Verbesserung der
Zylinderfüllung
ausgeregelt werden.Depending on the operating status of the
Internal combustion engine can the ramp, according to which the
Load response function is ramped up more or less steeply
can be controlled by gradually increasing the pulse width of the load response function.
The increasing drag torque according to the ramp slope, what about the
Belt drive of the internal combustion engine to the three-phase generator
transferred to its drive
can, by shifting the ignition angle or an improvement in
cylinder filling
be corrected.
In bereits eingesetzten Drehstromgeneratoren
ist die Load-Response-Funktion fest im Generatorregler des Drehstromgenerators
verdrahtet. Die Schaltung ist derart ausgebildet, dass die Load-Response-Funktion
bis zu einer Drehzahl von ca. 3.000 min–1 des
Generators wirksam ist.In three-phase generators that are already in use, the load response function is permanently wired in the generator regulator of the three-phase generator. The circuit is designed in such a way that the load response function is effective up to a speed of approximately 3,000 min −1 of the generator.
Im Fall einer softwaremäßigen Steuerung der
Load -Response-Funktion ist die Load-Response-Zeit, d. h. die Rampensteigung
des Erregerstroms beispielsweise in einem Steuergerät als Funktion
der Drehzahl, Temperatur, und Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine
abgelegt. Damit ist die Load-Response-Zeit ausschließlich abhängig von
den Zuständen,
die die Verbrennungskraftmaschine einnimmt. Die Load-Response-Funktion
ist daneben in verschiedenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine
aktiv. Zu diesen Betriebszuständen
zählt die
Startphase, in welcher die Load-Response-Funktion eine flach verlaufende Rampensteigung
aufweist, d.h, der Erregerstrom im Erregerkreis des Drehstromgenerator
steigt langsam an. Darüber
hinaus ist die Load-Response-Funktion während der Leerlaufphase und
während
Beschleunigungsphasen der Verbrennungskraftmaschine aktiviert, wobei
die Rampensteigung der Load-Response-Funktion im wesentlichen einen
konstanten Wert beibehält.In the case of software control of the
Load response function is the load response time, i. H. the ramp slope
of the excitation current as a function, for example in a control unit
the speed, temperature, and torque of the internal combustion engine
stored. The load response time is therefore only dependent on
the conditions
which the internal combustion engine occupies. The load response function
is also in various operating states of the internal combustion engine
active. To these operating states
counts the
Start phase in which the load response function has a flat ramp gradient
has, i.e. the excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator
rises slowly. About that
In addition, the load response function during idle and
while
Acceleration phases of the internal combustion engine activated, wherein
the ramp slope of the load response function essentially one
maintains constant value.
Aus US
5,262,711 ist eine Einrichtung zur Regelung der Ausgangsspannung
eines von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Drehstromgenerators
bekannt, gemäß der eine
Load-Reponse-Funktion während
der Fahrt aktiviert wird. Der Erregerstrom im Erregerkreis des Drehstromgenerators
wird nach Zuschalten eines eine hohe elektrische Leistung aufnehmenden
elektrischen Verbrauchers kontinuierlich erhöht, so dass Drehzahleinbrüche an der
Verbrennungskraftmaschine nicht auftreten. Die Load-Response-Funktion
ist gemäß dieser Lösung während der
Fahrt mit einer Drehzahlauswertung verknüpft. Die Erhöhung des
Erregerstroms im Erregerkreis des Drehstromgenerators erfolgt in Abhängigkeit
vom Vergleich der gemessenen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine
mit einer Drehzahlschwelle. Eine Unterdrückung der Aktivierung der Load-Response-Funktion
ist nicht vorgesehen.Out US 5,262,711 A device for regulating the output voltage of a three-phase generator driven by an internal combustion engine is known, according to which a load response function is activated while driving. The excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator is continuously increased after switching on an electrical consumer that consumes high electrical power, so that speed drops do not occur in the internal combustion engine. According to this solution, the load response function is linked to a speed evaluation while driving. The excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator is increased as a function of the comparison of the measured speed of the internal combustion engine with a speed threshold. Suppression of the activation of the load response function is not provided.
Aus DE 196 38 357 A ist eine Einrichtung zur Spannungsregelung
bei einem von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenen, fremderregten Drehstromgenerator
bekannt. Gemäß dieser
Lösung wird
die während
der Fahrt aktivierte Load-Response-Funktion bei Auftreten bestimmter
Bedingungen gesperrt. Bei Erfassung eines Drehzahlrückganges
wird die Load-Response-Funktion gesperrt. Dadurch stellt sich ein
rasches Ansteigen des Erregerstroms im Erregerkreis des fremderregten
Drehstromgenerators ein. Daraus wiederum resultiert eine rasche
Zunahme der elektrischen Leistungsabgabe des fremderregten Drehstromgenerators,
die einem Spannungseinbruch im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges entgegenwirkt.
Bei konstanter oder steigender Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine
bleibt die Load-Response-Funktion hingegen aktiviert, wodurch ein
schlagartiger Anstieg des bremsenden Schleppmomentes, welches der
Drehstromgenerator auf die Verbrennungskraftmaschine beim Zuschalten eines
einer hohen elektrischen Leistung aufnehmenden Verbrauchers ausübt, unterbleibt.Out DE 196 38 357 A A device for voltage regulation in a separately excited three-phase generator driven by an internal combustion engine is known. According to this solution, the load response function activated while driving is blocked when certain conditions occur. If a drop in speed is detected, the load response function is blocked. This results in a rapid rise in the excitation current in the excitation circuit of the separately excited three-phase generator. This in turn results in a rapid increase in the electrical power output of the externally excited three-phase generator, which counteracts a voltage drop in the vehicle electrical system of a motor vehicle. On the other hand, if the speed of the internal combustion engine is constant or increasing, the load response function remains activated, as a result of which there is no sudden increase in the braking drag torque which the three-phase generator exerts on the internal combustion engine when a consumer consuming high electrical power is switched on.
Darstellung
der Erfindungpresentation
the invention
Die erfindungsgemäße Ausführung der Load-Response-Funktion
an einem fremderregten Drehstromgenerator ermöglicht eine Berücksichtigung
der Bordnetzspannung und der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges. Es
ist sehr vorteilhaft, wenn die Load-Response- Funktion über den gesamten Drehzahlbereich
wirksam ist, also keine Drehzahlbeschränkungen, Drehzahlschwellen
gegeben sind. Die Ansteuerung der Load-Response-Funktion, insbesondere
deren Rampensteigung kann nunmehr abhängig von der Bordnetzspannung
erfolgen, so dass Spannungsschwankungen innerhalb des Bordnetzes
unterbunden werden. Ferner wird die Load-Response-Funktion unter
Berücksichtigung des
Ladezustandes der Fahrzeugbatterie angesteuert, so dass ausgeschlossen
ist, dass diese während eines Übergangszeitraumes
mit der Deckung des durch den Drehstromgenerator noch nicht abdeckbaren
bei Einschalten von Verbrauchern mit hoher elektrischer Leistung
erforderlichen Zusatzleistung für das
Bordnetz belastet wird. Somit wird einem schleichenden Entladen
einer nur unzureichend aufgeladenen Fahrzeugbatterie vorgebeugt.
Ein unzureichender Ladezustand der Fahrzeugbatterie, d.h. ein schleichendes
Entladen derselben, stellt sich insbesondere bei häufigen Kurzstreckenfahrten
des Kraftfahrzeuges ein.The execution of the load response function according to the invention
on an externally excited three-phase generator enables consideration
the vehicle electrical system voltage and the driving dynamics of the motor vehicle. It
is very beneficial if the load response function spans the entire speed range
is effective, i.e. no speed restrictions, speed thresholds
given are. The control of the load response function, in particular
their ramp slope can now depend on the vehicle electrical system voltage
occur so that voltage fluctuations within the vehicle electrical system
be prevented. Furthermore, the load response function is under
Considering the
Charged state of the vehicle battery controlled so that excluded
is that this is during a transition period
with the coverage of what is not yet covered by the three-phase generator
when switching on consumers with high electrical output
required additional service for that
Electrical system is charged. This will result in a gradual unloading
an insufficiently charged vehicle battery is prevented.
An insufficient state of charge of the vehicle battery, i.e. a creeping
Unloading the same is particularly the case for frequent short journeys
of the motor vehicle.
Ferner läßt sich in vorteilhafter Weise
erreichen, dass die Rampensteigung einer aktiven Load-Response-Funktion
sich abhängig
vom Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine ändert. Je nach Betriebspunkt
und Veränderung
des Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine kann entweder
dem Laden der Fahrzeugbatterie durch eine steilere Rampensteigung
der aktiven Load-Response-Funktion bei günstigem Motorbetriebspunkten,
d.h. höheren
Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine Rechnung getragen werden,
oder bei sich in Richtung auf ungünstigere Motorbetriebspunkte verändernden
Betriebszuständen
der Verbrennungskraftmaschine durch eine flachere Rampensteigung das
durch den Drehstromgenerator bei plötzlicher Leistungsabgabe auftretende,
auf die Verbrennungskraftmaschine rückwirkende Schleppmoment verringert
werden. Dadurch wird ein Drehzahleinbruch der Verbrennungskraftmaschine
im Leerlauf oder bei nur unwesentlich darüber liegenden Drehzahlen vorgebeugt.Furthermore, can be advantageously
achieve the ramp slope of an active load response function
become dependent
changes from the operating point of the internal combustion engine. Depending on the operating point
and change
the operating point of the internal combustion engine can either
charging the vehicle battery through a steeper ramp
the active load response function at favorable engine operating points,
i.e. higher
Speeds of the internal combustion engine are taken into account,
or when changing towards less favorable engine operating points
operating conditions
the internal combustion engine by a flatter ramp slope
caused by the three-phase generator in the event of sudden power output,
drag torque retroactive to the internal combustion engine is reduced
become. This causes a drop in the speed of the internal combustion engine
prevented during idling or at only slightly higher speeds.
In speziellen Fahrsituationen, so
insbesondere während
Beschleunigungsphasen des Kraftfahrzeuges – etwa beim Überholen – kann der
Drehstromgenerator gänzlich
abgeschaltet werden. Dazu kann in vorteilhafter Weise entweder die
absolute Pedalstellung oder die Änderung
der Pedalstellung durch den Fahrer herangezogen werden. Wähernd einer
erfassten Beschleunigungsphase der Verbrennungskraftmaschine kann
die Rampensteigung der Load-Response-Funktion sehr flach gehalten
werden oder der Erregerstrom im Erregerkreis des Drehstromgenerators
bis auf 0 zurückgefahren
werden, so dass das vom Drehstromgenerator auf die Verbrennungskraftmaschine
rückwirkende
Schleppmoment minimiert wird. Wird festgestellt, dass die Bordnetzspannung
im Begriff ist, unter einem bestimmten vorwählbaren Schwellwert abzusinken,
kann die Ausschaltung des Drehstromgenerators verriegelt, d.h. verhindert
werden. Dies ist insbesondere dann geboten, wenn ein unzureichender
Ladezustand der Fahrzeugbatterie festgestellt wird, so dass ein
Entladeschutz gegeben ist.In special driving situations, see above
especially during
Acceleration phases of the motor vehicle - for example when overtaking - can
Three-phase generator entirely
be switched off. For this purpose, either the
absolute pedal position or the change
the pedal position can be used by the driver. Almost one
detected acceleration phase of the internal combustion engine can
the ramp slope of the load response function was kept very flat
or the excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator
reduced to 0
so that the from the alternator to the internal combustion engine
retroactive
Drag torque is minimized. It is found that the vehicle electrical system voltage
is about to drop below a certain preselectable threshold,
the switching off of the three-phase generator can be locked, i.e. prevented
become. This is particularly advisable if an inadequate one
State of charge of the vehicle battery is determined so that a
Protection against discharge is given.
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann
durch die Überlagerung
der Load-Response-Pulsweite über die
Spannungsregelung erreicht werden, den Generator bei bestimmten
Betriebszuständen
gänzlich
auszuschalten, so z. B. während
des Startvorganges der Verbrennungskraftmaschine. Dies ist ohne
separaten Eingang für
eine externe Spannungsregelung möglich,
in dem die Load-Response-Pulsweite auf 0 gesetzt wird und damit
der Erregerstrom vollständig
unterbunden ist. Dieser Betriebszustand findet seine Grenze allerdings
darin, dass dies nur bei ausreichend geladener Fahrzeugbatterie
bzw. einem Wert der Bordnetzspannung oberhalb eines Minimalwertes
zugelassen wird.With the solution proposed according to the invention, by superimposing the load response pulse width via the voltage regulation, it is possible to switch the generator off completely in certain operating states, for. B. during the starting process of the internal combustion engine. This is possible without a separate input for external voltage regulation, in which the load response pulse width is set to 0 and the excitation current is thus completely prevented. This operating state finds its limit, however, in the fact that this is only permitted when the vehicle battery is sufficiently charged or the vehicle electrical system voltage is above a minimum value.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene aktive Load-Response-Funktion
an einem Drehstromgenerator kann auch außerhalb von speziell detektierten Betriebszuständen wie
z.B. der oben erwähnten
Beschleunigungsphase einer Verbrennungskraftmaschine wirken. Dies
erlaubt es, dass die Lastsprünge nicht
stoßartig,
sondern innerhalb einer flach verlaufenden Rampensteigung ausgesteuert
werden, so dass sich die mechanischen Komponenten eines Riementriebes
wie z.B. eines flankenoffenen Keilriemens, mit welchem die in Kraftfahrzeugen
eingesetzten Drehstromgeneratoren von der Verbrennungskraftmaschine
angetrieben werden, schonen lassen und deren Lebensdauer verlängert wird.The active load response function proposed according to the invention
on a three-phase generator can also be used outside of specially detected operating conditions such as
e.g. the above
Acceleration phase of an internal combustion engine act. This
does not allow the load jumps
jerky,
but steered within a flat ramp slope
be so that the mechanical components of a belt drive
such as. of an open-sided V-belt with which the in motor vehicles
three-phase generators used by the internal combustion engine
driven, spared and their lifespan is extended.
In einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
lässt sich
eine externe Spannungsregelung über
einen Load-Response-Eingang realisieren. Mittels eines fest eingestellten
Erregerstroms im Erregerkreis des Drehstromgenerators kann der Drehstromgenerator
ohne Einschnürung
durch die Load-Response-Pulsweite (d.h. Pulsweite 100 %) eine konstante
Spannung liefern. Die Drehzahlschwelle für eine aktive Load-Response-Funktion
darf in diesem Falle nicht vorhanden sein. Es kann demnach über den
gesamten Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine geregelt
werden. In diesem Fall lässt
sich die Load-Response-Pulsweite derart einstellen, dass sich über den
begrenzten Erregerstrom, unter Berücksichtigung des Batterieladezustandes
und der im Bordnetz herrschenden elektrischen Last eine entsprechende Bordnetzspannung
einstellt. Die Bordnetzspannung wird vom Motorsteuergerät eingelesen
und mit einer Sollspannung verglichen. Die Differenz zwischen der Bordnetzspannung
und der Sollspannung führt
zu einer entsprechenden Vorgabe der Load-Response-Pulsweite. Diese
Ausführungsvariante
einer externen Spannungsregelung erlaubt eine externe Spannungsregelung
und ist sehr flexibel lediglich über
den Load-Response-Eingang implementierbar. Die eigentliche Load-Response-Funktion
kann in diesem Fall natürlich
ebenfalls implementiert sein.In an embodiment variant of those proposed according to the invention
solution
let yourself
an external voltage control via
implement a load response input. By means of a fixed
Excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator can be the three-phase generator
without constriction
through the load response pulse width (i.e. pulse width 100%) a constant
Deliver tension. The speed threshold for an active load response function
may not be present in this case. It can therefore be about the
entire speed range of the internal combustion engine regulated
become. In this case, lets
the load response pulse width is set such that the
limited excitation current, taking into account the battery charge level
and the corresponding electrical system voltage in the electrical system
established. The on-board electrical system voltage is read in by the engine control unit
and compared with a target voltage. The difference between the vehicle electrical system voltage
and the target voltage leads
to a corresponding specification of the load response pulse width. This
variant
an external voltage regulation allows an external voltage regulation
and is very flexible just about
the load response input can be implemented. The actual load response function
in this case, of course
also be implemented.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend
eingehender beschrieben.The invention is described below with reference to the drawing
described in more detail.
Es zeigt:It shows:
1 die
in Blockform dargestellten Komponenten und deren Signalaustausch
zur Erzielung einer aktiven Load-Response-Funktion in einer Übersicht, 1 the components shown in block form and their signal exchange to achieve an active load response function in an overview,
2 den
Signalfluss innerhalb der aktiven Load-Response-Funktion während der
Kaltstartphase einer Verbrennungskraftmaschine, 2 the signal flow within the active load response function during the cold start phase of an internal combustion engine,
3 die
Inkrementierung, d.h. die Rampensprünge der Load-Response-Funktion, 3 the increment, ie the ramp jumps of the load response function,
4 den
Signalfluß der
Load-Response-Funktion während
der Beschleunigungsphase, d.h. einer Drehzahlanstiegsphase einer
Verbrennungskraftmaschine, 4 the signal flow of the load response function during the acceleration phase, ie a speed increase phase of an internal combustion engine,
5 den
Signalfluß zur
Bestimmung eines Ansteuersignales für den Drehstromgenerator, 5 the signal flow for determining a control signal for the three-phase generator,
6 den
Verlauf des Erregerstromes im Erregerkreis des Drehstromgenerators
bei einander gegenübergestellten
aktiven und inaktiven Load-Response-Funktionen, 6 the course of the excitation current in the excitation circuit of the three-phase generator with opposed active and inactive load response functions,
7 dem
prinzipiellen Aufbau eines Drehstromgenerators mit einer Spannungsregelung,
der eine Load-Response-Funktion überlagert
ist und 7 the basic structure of a three-phase generator with a voltage control, which is superimposed on a load response function and
8 die
Darstellung eines Regelkreises zur externen Spannungsregelung mittels
Beeinflussung der Pulsweite der Load-Response-Funktion. 8th the representation of a control loop for external voltage regulation by influencing the pulse width of the load response function.
Ausführungsvarianten variants
Der Darstellung gemäß 1 sind die in Blockform
dargestellten Komponenten und deren Signalaustausch innerhalb einer
Load-Response-Funktion zu entnehmen.As shown 1 the components shown in block form and their signal exchange within a load response function can be found.
Die in Blockdiagrammform dargestellten Funktionsblöcke einer
Load-Response-Funktion 1 umfassen eine Detektorroutine 2 zur
Detektion eines positiven Lastsprunges am Drehstromgenerator, ferner
eine Auswerteeinheit 3, in der das die Load-Response-Funktion 1 ansteuernde
Ausgangssignal 40, 40.1, 40.2, 40.3 bzw. 40.4 generiert
wird. Durch die Ab folge der die Load-Response-Funktion 1 ansteuernden
Signale (G-Signal) werden Pulsweiten-Werte zur Begrenzung des Erregerstromes
im Drehstromgenerator erzeugt, sodass sich eine rampenförmige Load-Response-Funktion
darstellen lässt.
Ferner umfasst die Load-Response-Funktion 1 eine Kaltstartroutine 4,
eine Leerlaufroutine 5 sowie eine Fahrsituationserkennung 6.
Die aufgezählten
Funktionsblöcke
können
innerhalb einer Schaltung für
die Load-Response-Funktion sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßig ausgebildet
sein und erlauben eine aktive Regelung des Erregerkreises eines
Drehstromgenerators abhängig
von der Spannung des Bordnetzes und damit des Energiespeichers sowie abhängig von
der Fahrsituation bzw. einem Betriebszustand der den Generator antreibenden
Verbrennungskraftmaschine.The function blocks of a load response function shown in block diagram form 1 include a detector routine 2 for the detection of a positive load step on the three-phase generator, also an evaluation unit 3 in which the the load response function 1 driving output signal 40 . 40.1 . 40.2 . 40.3 respectively. 40.4 is generated. By the sequence of the load response function 1 triggering signals (G signal) pulse width values are generated to limit the excitation current in the three-phase generator, so that a ramp-shaped load response function can be represented. The load response function also includes 1 a cold start routine 4 , an idle routine 5 as well as a driving situation detection 6 , The listed function blocks can be designed both hardware and software within a circuit for the load response function and allow active regulation of the excitation circuit of a three-phase generator depending on the voltage of the vehicle electrical system and thus the energy store as well as depending on the driving situation or an operating state of the the internal combustion engine driving the generator.
Der Auswerteeinheit 3, in
der das die Load-Response-Funktion 1 ansteuernde Ausgangssignal 40, 40.1, 40.2, 40.3 bzw. 40.4 generiert
wird, ist an einem Eingang 31 mit einem die Bordnetzspannung
Ub repräsentierenden
Signal beaufschlagt. Darüber
hinaus ist der Auswerteeinheit 3 eine Lastsprungdetektionsroutine 2 vorgeschaltet,
die eingangsseitig über
ein Signal 7 beaufschlagt ist, welches die aktuelle Last
des Drehstromgenerators repräsentiert.
Ausgangsseitig generiert die Lastsprungroutine 2 ein Signal 10, über welches
die Aktivierung der Load-Response-Funktion 1 an die Auswerteeinheit 3 übermittelt
wird. Ferner steht ausgangsseitig an der Lastsprungdetektionsroutine 2 ein Ausgangssignal
an, welches die aktuelle Generatorlast des Drehstromgenerators der
Verbrennungskraftmaschine repräsentiert.
Eingangsseitig ist die Lastsprungdetektionsroutine 2 nicht
nur über
ein die aktuelle Generatorlast repräsentierendes Signal 7 beaufschlagt,
sondern der Lastsprungdetektionsroutine 2 wird über eine
Rückkopplung 9 das
an einem Abzweig 41 abgegriffene, die aktuelle Pulsweite
des Ausgangssignales 40, 40.1, 40.2, 40.3 sowie
40.4 zur Ansteuerung der Load-Response-Funktion rückgekoppelt.
Das die aktuelle Bordnetzspannung Ub repräsentierende
Signal liegt an der Auswerteeinheit 3 an einem korrespondierenden
Eingang 31 an, während
das Ausgangssignal 10 der Lastsprungdetektionsroutine 2 an
der Auswerteeinheit 3 an einem entsprechenden Eingang 32 ansteht.
Das die aktuelle Generatorlast des Drehstromgeneraotrs repräsentierende
Ausgangssignal 11 der Lastabwurfdetektionsroutine 2 steht
an einem Eingang 33 der Auswerteeinheit 3 an.The evaluation unit 3 in which the the load response function 1 driving output signal 40 . 40.1 . 40.2 . 40.3 respectively. 40.4 is generated is at an input 31 with the on-board electrical system voltage U b representing signal. In addition, the evaluation unit 3 a load step detection routine 2 upstream, the input side via a signal 7 is applied, which represents the current load of the three-phase generator. The load step routine generates on the output side 2 a signal 10 , via which the activation of the load response function 1 to the evaluation unit 3 is transmitted. There is also a load step detection routine on the output side 2 an output signal, which represents the current generator load of the alternator of the internal combustion engine. The load step detection routine is on the input side 2 not only via a signal representing the current generator load 7 applied, but the load jump detection routine 2 is about a feedback 9 on a branch 41 tapped, the current pulse width of the output signal 40 . 40.1 . 40.2 . 40.3 as well as 40.4 to control the load response function. The signal representing the current electrical system voltage U b is at the evaluation unit 3 at a corresponding entrance 31 on while the output signal 10 the load step detection routine 2 on the evaluation unit 3 at a corresponding entrance 32 pending. The output signal representing the current generator load of the three-phase generator 11 the load shedding detection routine 2 stands at an entrance 33 the evaluation unit 3 on.
Neben den Eingangsgrößen, welche
die aktuelle Bordnetzspannung Ub sowie die
aktuelle Generatorlast 7 mittelbar oder unmittelbar an
die Eingangsseite der Auswerteeinheit 3 übermitteln,
werden der Auswerteeinheit 3 darüber hinaus Signale zugeführt, die
aus Betriebsparametern der Verbrennungskraftmaschine bzw. aus Fahrpedalstellungen herrühren aus
denen sich der aktuelle Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine,
und damit die Fahrsituation des Fahrzeugs ableiten lässt.In addition to the input variables, which are the current electrical system voltage U b and the current generator load 7 indirectly or directly to the input side of the evaluation unit 3 transmit the evaluation unit 3 in addition, signals are supplied which result from operating parameters of the internal combustion engine or from accelerator pedal positions, from which the current operating state of the internal combustion engine and thus the driving situation of the vehicle can be derived.
Dazu ist eine Kaltstartroutine 4 implementiert,
die eingangsseitig an einem Eingang 16 sowohl über ein
die aktuelle Temperatur der Verbrennungskraftmaschine repräsentierendes
signal Tmot als auch die aktuelle Drehzahl
der Verbrennungskraftmaschine repräsentierendes Signal nmot beaufschlagt wird. An einem Eingang 14 der
Kaltstartroutine 4 steht darüber hinaus ein Signal 13 an,
welches das Ende der Startphase der Verbrennungskraftmaschine anzeigt. Die
genannten drei Signale stehen eingangsseitig an der Kaltstartroutine 4 an.
In der Kaltstartroutine 4 wird ein Bit gesetzt, Bgen, on, welches den Einschaltzustand des
Drehstromgenerator repräsentiert.
Das Bgen, on steht an einem dementsprechend
konfigurierten Eingang 34 der Auswerteeinheit 3 der
Load-Response-Funktion 1 an. Darüber hinaus wird in der Kaltstartroutine 4 ein
Ausgangssignal 17 erzeugt, welches den Betriebszustand
der Verbrennungskraftmaschine repräsentiert. Dieses Ausgangssignal 17 wird
der Auswerteeinheit 3 nicht unmittelbar aufgeschaltet,
sondern indirekt unter Zwischenschaltung eines ersten elektronischen
Schalters 19 bzw. eines zweiten elektronischen Schalters 28,
an denen neben dem Ausgangssignal 17 weitere Ausgangssignale,
wie nachstehend erläutert
wird, anstehen.This is a cold start routine 4 implemented on the input side at an input 16 Both a signal T mot representing the current temperature of the internal combustion engine and a signal n mot representing the current speed of the internal combustion engine are applied. At an entrance 14 the cold start routine 4 there is also a signal 13 which indicates the end of the starting phase of the internal combustion engine. The three signals mentioned are on the input side of the cold start routine 4 on. In the cold start routine 4 a bit is set, B gen, on , which represents the switch-on state of the three-phase generator. The B gen, on is at an appropriately configured input 34 the evaluation unit 3 the load response function 1 on. In addition, in the cold start routine 4 an output signal 17 generated, which represents the operating state of the internal combustion engine. This output signal 17 becomes the evaluation unit 3 not directly connected, but indirectly with the interposition of a first electronic switch 19 or a second electronic switch 28 on which in addition to the output signal 17 further output signals, as explained below, are pending.
Die den Betriebszustand der Maschine
repräsentierenden
Parameter nmot bzw. Tmot werden Eingängen 15, 16 einer
Leerlauferkennungsroutine 5 aufgeschaltet, die der oben
erwähnten
Kaltstartroutine 4 parallel geschaltet ist. Innerhalb der
Leerlaufroutine 5 wird ein Ausgangssignal 18 erzeugt,
welches den Zustand Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine anzeigt.
Das Ausgangssignal 18 der Leerlaufroutine 5 steht
an der Eingangsseite des ersten elektronischen Schalters 19 an
ebenso wie das Ausgangssignal 17 der Kaltstartroutine 4 sowie
ein Signal 12, welches die Aktivierung einer Leerlaufregelung
der Verbrennungskraftmaschine anzeigt.The parameters n mot or T mot representing the operating state of the machine become inputs 15 . 16 an idle detection routine 5 switched on, that of the cold start routine mentioned above 4 is connected in parallel. Within the idle routine 5 becomes an output signal 18 generated, which indicates the idle state of the internal combustion engine. The output signal 18 the idle routine 5 is on the input side of the first electronic switch 19 on just like the output signal 17 the cold start routine 4 as well as a signal 12 , which indicates the activation of an idle control of the internal combustion engine.
Die Load-Response-Funktion gemäß der Übersicht
in 1 umfasst darüber hinaus
eine Fahrsituationserkennung 6. Die Fahrsituationserkennung 6 ist
an ihren Eingängen 22, 23, 24 mit
Signalen beaufschlagt, die Rückschlüsse auf
die jeweilige Fahrsituation des Fahrzeuges zulassen. So wird dem
Eingang 22 der Fahrsituationserkennung 6 ein die
Fahrpedalstellung repräsentierendes
Signal 20 aufgegeben. Darüber hinaus steht am Eingang 23 der
Fahrsituationserkennung 6 ein Signal 21 an, welches
eine Änderung
der Fahrpedalstellung signalisiert. Schließlich steht am Eingang 24 der
Fahrsituationserkennung 6 ein die Fahrzeuggeschwindigkeit
repräsentierendes
Signal vF an. Innerhalb der Fahrsituationserkennung 6 werden
aus den Eingangssignale Ausgangssignale 25, 26, 27 generiert.
Das am Ausgang der Fahrsituationserkennung 6 anstehende
Ausgangssignal 25 wird im Falle eines erkannten Volllastbetriebes
gesetzt und zeigt die Aktivierung der Load-Reponse-Funktion 1 in
diesen Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine an. Darüber hinaus kann
in der Fahrsituationserkennnung 6 ein Signal 26 generiert
werden, welches dann gesetzt wird, wenn aus den Eingangssignalen 20, 21 bzw.
vF erkannt wird, dass sich die Verbrennungs kraftmaschine
in einer Beschleunigungsphase, die durch eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
und eine Änderung des
Signales 21, welches die Fahrpedalstellung charakterisiert,
erkannt werden kann. Abhängig
von einem detektierten Beschleunigungszustand der Verbrennungskraftmaschine
aufgrund der Änderung
der Signal 21 bzw. vF, kann innerhalb
der Fahrsituationserkennung 6 ein Ausgangssignal 27 generiert
werden, welches eine Änderung
der Load-Response-Funktion 1 während einer Beschleunigungsphase
der Verbrennungskraftmaschine bewirkt. Das Ausgangssignal 27 wird
dem ersten elektronischen Schalter 19 nachgeschalteten
zweiten elektronischen Schalter 28 eingangsseitig zugeführt.The load response function according to the overview in 1 also includes a driving situation detection 6 , The detection of the driving situation 6 is at their entrances 22 . 23 . 24 loaded with signals that allow conclusions to be drawn about the respective driving situation of the vehicle. So is the entrance 22 the detection of the driving situation 6 a signal representing the accelerator pedal position 20 given up. It also says at the entrance 23 the detection of the driving situation 6 a signal 21 which signals a change in the accelerator pedal position. Finally stands at the entrance 24 the detection of the driving situation 6 a signal v F representing the vehicle speed. Within the driving situation detection 6 the input signals become output signals 25 . 26 . 27 generated. That at the exit of the driving situation detection 6 pending output signal 25 is set if full load operation is detected and shows the activation of the load response function 1 in this operating range of the internal combustion engine. In addition, in the driving situation detection 6 a signal 26 generated, which is set when from the input signals 20 . 21 or v F is recognized that the internal combustion engine is in an acceleration phase caused by an increase in vehicle speed and a change in the signal 21 , which characterizes the accelerator pedal position, can be recognized. Depending on a detected acceleration state of the internal combustion engine due to the change in the signal 21 or v F , can within the driving situation detection 6 an output signal 27 generated, which is a change in the load response function 1 during an acceleration phase of the internal combustion engine. The output signal 27 becomes the first electronic switch 19 downstream second electronic switch 28 fed on the input side.
Die in der Übersichtsdarstellung gemäß 1 wiedergegebene aktive
Load-Response-Funktion 1 berücksichtigt
somit die aktuelle Bordnetzspannung Ub,
die aktuelle Generatorlast 7 des Drehstromgenerators, den
Umstand, ob eine Leerlaufregelung 12 der Verbrennungskraftmaschine
ein- oder ausgeschaltet ist, ein Signal 13, welches das
Ende der Startphase der Verbrennungskraftmaschine repräsentiert
sowie die aktuelle Motordrehzahl nmot, die
aktuelle Motortemperatur Tmot der Verbrennungskraftmaschine;
schließlich
werden über
die Fahrsituationserkennung 6 die Fahrpedalstellung 20,
sowie deren Änderung 21 sowie
die jeweils herrschende aktuelle Fahrzeugeschwindigkeit vF bei der Erzeugung eines die Load-Response-Funktion 1 an
einem Drehstromgenerator ansteuernden Ausgangssignal 40, 40.1, 40.2, 40.3 bzw. 40.4 berücksichtigt.According to the overview 1 reproduced active load response function 1 thus takes into account the current on-board electrical system chip voltage U b , the current generator load 7 of the alternator, the fact whether an idle control 12 the internal combustion engine is switched on or off, a signal 13 , which represents the end of the starting phase of the internal combustion engine and the current engine speed n mot , the current engine temperature T mot of the internal combustion engine; finally, about driving situation detection 6 the accelerator pedal position 20 , and their change 21 and the prevailing current vehicle speed v F when generating the load response function 1 output signal driving a three-phase generator 40 . 40.1 . 40.2 . 40.3 respectively. 40.4 considered.
Außer den Größen, welche der Auswerteeinheit 3 an
ihrer Eingangsseite entweder unmittelbar, wie z.B. die Bordnetzspannung
Ub aufgegeben werden, werden der Auswerteeinheit 3 vorverarbeitete Signale 32, 33, 34, 35 und 36 zugeführt. Die
mittelbar zugeführten
Signale werden durch Zwischenschaltung der Lastsprungdetektionsroutine 2,
der Kaltstartroutine 4, der Leerlaufroutine 5 bzw.
durch die Zwischenschaltung einer Fahrsituationserkennung 6 vorverarbeitet.
Die Ausgangssignale 17 bzw. 18 der Kaltstartroutine 4 bzw.
der Leerlaufroutine 5 sowie das Signal 12, welches
die Aktivierung der Leerlaufregelung der Verbrennungskraftmaschine
signalisiert, werden dem ersten elektronischen Schalter 19 aufgegeben.
Dieser schaltet das Ausgangssignal auf einen ersten Signalpfad 29 sowie
einen zweiten Signalpfad 30, wobei das auf diesem Signalpfad
liegende Signal normale Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine
repräsentiert.In addition to the sizes, which of the evaluation unit 3 on its input side, either directly, such as the vehicle electrical system voltage U b , are sent to the evaluation unit 3 preprocessed signals 32 . 33 . 34 . 35 and 36 fed. The signals supplied indirectly are interposed by the load step detection routine 2 , the cold start routine 4 , the idle routine 5 or by interposing a driving situation detection 6 preprocessed. The output signals 17 or 18 of the cold start routine 4 or the idle routine 5 as well as the signal 12 , which signals the activation of the idle control of the internal combustion engine, the first electronic switch 19 given up. This switches the output signal to a first signal path 29 as well as a second signal path 30 , the signal lying on this signal path representing normal operating states of the internal combustion engine.
Das Ausgangssignal des ersten elektronischen
Schalters 19, welches den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine
repräsentiert,
wird eingangsseitig einem zweiten elektronischen Schalter 28 aufgegeben.
Darüber
hinaus wird dem zweiten elektronischen Schalter 28 das
die Änderung
der Load-Response-Funktion 1 aufgrund einer Beschleunigungsphase
der Verbrennungskraftmaschine präsentierende
Ausgangssignal 27 eingangsseitig aufgeschaltet. Ferner
kann der zweite elektronische Schalter 28 gegebenenfalls
mit einem dem Volllastzustand Verbrennungskraftmaschine und eine
dementsprechend aktivierte Load- Response-Funktion 1 repräsentierende
Signal 25 berücksichtigen.
Im zweiten elektronischen Schalter 28 wird demnach der
Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, ermittelt durch die
Zusammenführung
der Signale 12, 17 und 18 am ersten elektronischen
Schalter 19 mit der aktuellen Fahrsituation 25 bzw.
27, ermittelt in der Fahrsituationserkennung 6, zusammengeführt; aus diesen
Informationen am zweiten elektronischen Schalter 28 wird
der Änderungsbetrag
der Pulsweite ermittelt, welcher dem Eingang 36 der Auswerteeinheit 3 aufgegeben
wird. Am Eingang 36 der Auswerteeinheit 3 steht
mithin eine Information an, welche die Änderung der Pulsweite der Load-Response-Funktion 1 abhängig vom
Betriebszustand bzw. von der Fahrsituation des Kraftfahrzeuges der Verbrennungskraftmaschine
bzw. des Kraftfahrzeuges erlaubt.The output signal of the first electronic switch 19 , which represents the operating state of the internal combustion engine, is a second electronic switch on the input side 28 given up. In addition, the second electronic switch 28 which is the change in the load response function 1 output signal presenting due to an acceleration phase of the internal combustion engine 27 activated on the input side. Furthermore, the second electronic switch 28 optionally with an internal combustion engine at full load and a correspondingly activated load response function 1 representative signal 25 consider. In the second electronic switch 28 Accordingly, the operating state of the internal combustion engine is determined by combining the signals 12 . 17 and 18 at the first electronic switch 19 with the current driving situation 25 or 27, determined in the driving situation detection 6 , merged; from this information at the second electronic switch 28 the amount of change in the pulse width is determined which corresponds to the input 36 the evaluation unit 3 is abandoned. At the entrance 36 the evaluation unit 3 there is therefore information on the change in the pulse width of the load response function 1 depending on the operating state or on the driving situation of the motor vehicle of the internal combustion engine or the motor vehicle.
Die Auswerteeinheit 3 generiert
ein Ausgangssignal 37, welches einem Maximalwert-Begrenzer 39 aufgegeben
wird. Neben dem Ausgangssignal 37 der Auswerteeinheit 3 ist
der Maximalwert-Begrenzer 39 mit einem 100 %-Signal (38)
eines gesetzten Werts beaufschlagt. Im Falle einer inaktiven Load-Response-Funktion
wird mittels des 100 %-Wertes ein Ausgangssignal 40.1 zur
Ansteuerung der Load-Response-Funktion 1 generiert, welches
rampenfrei verläuft
(vergleiche Erregerstromverlauf 75 ohne LRF im Diagramm
gemäß 6).The evaluation unit 3 generates an output signal 37 , which is a maximum value limiter 39 is abandoned. In addition to the output signal 37 the evaluation unit 3 is the maximum value limiter 39 with a 100% signal (38) of a set value. In the case of an inactive load response function, an output signal is generated using the 100% value 40.1 to control the load response function 1 generated, which runs ramp-free (compare excitation current curve 75 without LRF in the diagram according to 6 ).
Der Darstellung gemäß 2 ist die Berechnung der
Load-Response-Rampensteigung während des
Motorstartes und danach zu entnehmen.As shown 2 the calculation of the load response ramp slope during engine start and thereafter can be found.
Aus den Eingangssignalen 13,
das Ende der Startphase anzeigend, der aktuellen Motordrehzahl nmot und der aktuellen Motortemperatur Tmot werden in der Kaltstartroutine 4 Ausgangssignale 17 bzw.
Bgen, on erzeugt. Während einer Kaltstartphase
der Verbrennungskraftmaschine ist der Drehstromgenerator im Normalfall
ausgeschaltet. Dies erfolgt durch das Signal 51, welches
einer vergleichenden Signalverknüpfung 52 vorgeschaltet
ist. Der Signalverknüpfung 52 ist
neben dem gesetzten Signal 51 "Drehzahlobergrenze für Generator
aus" die Motordrehzahl
nmot eingangsseitig aufgegeben. Das Ausgangssignal
der Signalverknüpfung 52 wird
einer UND-Verknüpfung 52.1 eingangsseitig
aufgegeben, der das Signal 13 zugeführt wird, welches anzeigt,
dass das Ende der Startphase der Verbrennungskraftmaschine erreicht
ist. Der LTND-Verknüpfung 52.1 ist
ein Flip-Flop 52.2 nachgeschaltet, dem wiederum ein Verzögerungsglied 53 nachgeschaltet
ist. Dem Verzögerungsglied 53 kann
die Zeitspanne aufgeprägt werden,
während
der der Drehstromgenerator ausgeschaltet bleiben soll. Nach Ablauf
der am Verzögerungsglied 53 voreinstellbaren
Verzögerungszeit
wird das Einschalten des Drehstromgenerators bewirkende Bit Bgen, on gesetzt. Die Zeitspanne, während der der
Drehstromgenerator nach Überschreiten
der Schwelle 51 ausgeschaltet bleiben soll, kann über eine Änderung
der am Verzögerungsglied 53 einstellbaren
Verzögerungszeit
variiert werden.From the input signals 13 Displaying the end of the start phase, the current engine speed n mot and the current engine temperature T mot are in the cold start routine 4 output signals 17 or B gen, one generated. The alternator is normally switched off during a cold start phase of the internal combustion engine. This is done by the signal 51 , which is a comparative signal link 52 is connected upstream. The signal link 52 is next to the set signal 51 " Upper engine speed limit for generator off "the engine speed n mot on the input side. The output signal of the signal linkage 52 becomes an AND operation 52.1 abandoned on the input side of the signal 13 is supplied, which indicates that the end of the starting phase of the internal combustion engine has been reached. The LTND link 52.1 is a flip-flop 52.2 downstream, which in turn is a delay element 53 is connected downstream. The delay element 53 the period of time during which the alternator should remain switched off can be stamped. After expiry of the delay element 53 pre-settable delay time, the switching on of the three-phase generator causing bit B gen, on is set. The period of time during which the three-phase generator has exceeded the threshold 51 should remain switched off, by changing the delay element 53 adjustable delay time can be varied.
In der Startroutine 4 wird
z. B. mittels des Kennfeldes 50 aus der aktuellen Motordrehzahl
nmor und der Motortemperatur Tmot eine dem
Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine entsprechende Load-Response-Rampensteigung 17 erzeugt
und als Eingangssignal für
den in 1 dargestellten
ersten elektronischen Schalter 28 verwendet.In the start routine 4 z. B. by means of the map 50 a load response ramp slope corresponding to the operating state of the internal combustion engine from the current engine speed nmor and the engine temperature T mot 17 generated and as an input signal for the in 1 illustrated first electronic switch 28 used.
In vorteilhafter Weise wird am Verzögerungsglied 53 gemäß 2 die Verzögerungszeit
so eingestellt, das sie etwa 3 s beträgt, d.h. im wesentlichen der
Zeitspanne entspricht, in der die Verbrennungskraftmaschine nach
einem Start ihre Leerlaufdrehzahl von ungefähr 550 bis 700 min–1 stabil
erreicht hat. Die Startroutine 4, die in 2 hinsichtlich der Signalverarbeitung
detaillierter wiedergegeben ist, bleibt aktiv hinsichtlich einer
Steuerung einer aktiven Load-Response-Funktion 1 solange
kein Motor-Leerlauf oder Beschleunigungswunsch des Fahrers erkannt
wird. Die in der Startroutine 4 ermittelte Rampensteigung
der Loade-Response-Finktion 1 wirkt immer auf das Signal 36"Δ Pulsweite
Load-Response", solange keine Leerlaufregelung
oder ein Beschleunigungszustand an der Verbrennungskraftmaschine
erkannt wird. Werden diese Betriebszustände, d. h. Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine
oder Beschleunigung erkannt, werden dei jeweiligen Schalter umgelegt
und die entsprechenden Werte der Blöcke Leerlauf 5, Fahrsituationserkennung 6, Beschleunigung,
an die Laod-Response-Funktion ausgegeben.In an advantageous manner, the delay element 53 according to 2 the delay time is set in such a way that it is approximately 3 s, ie essentially corresponds to the time period in which the internal combustion engine has reached its idling speed of approximately 550 to 700 min −1 after a start. The start routine 4 , in the 2 regarding the signal processing is reproduced in more detail remains active with regard to controlling an active load response function 1 as long as no engine idling or acceleration request from the driver is recognized. The one in the start routine 4 determined ramp slope of the loade response function 1 always affects the signal 36 " Δ pulse width load response ", as long as no idle control or an acceleration state is detected on the internal combustion engine. If these operating states, ie idle of the internal combustion engine or acceleration, are detected, the respective switches are flipped and the corresponding values of the idle blocks 5 , Driving situation detection 6 , Acceleration, output to the laod response function.
3 zeigt
den Signalfloß innerhalb
der Leerlaufroutine gemäß der Übersicht
in 1. 3 shows the signal flow within the idle routine according to the overview in 1 ,
Wie in Zusammenhang mit 1 bereits erwähnt, werden
der Routine 5, die den Leerlauffall abdeckt, an ihren Eingängen 15 bzw.
16 ebenfalls die die aktuelle Motordrehzahl und die aktuelle Motortemperatur
repräsentierenden
Signale nmot bzw. Tmo
t aufgegeben. Innerhalb eines Kennlinienfeldes 54, sind
Inkremente, die den Verlauf einer Load-Response-Funktion 1 hinsichtlich
ihrer Rampensteigung darstellen, abgelegt. Damit wird ein Ausgangssignal 18 erzeugt,
welches für
den Leerlaufzustand der Verbrennungskraftmaschine abhängig von
der in Eingangsgrößen nmot bzw. Tmo
t, die Rampensteigung der Load-Response-Funktion,
charakterisiert.As related to 1 already mentioned are routine 5 , which covers the idle case, at their entrances 15 or 16 also gave up the signals n mot or T mo t representing the current engine speed and the current engine temperature. Within a characteristic field 54 , are increments that indicate the course of a load response function 1 represent with regard to their ramp slope. This becomes an output signal 18 generated, which characterizes the ramp slope of the load response function for the idle state of the internal combustion engine depending on the input variables n mot or T mo t .
In 4 ist
der Signalfloß innerhalb
der Fahrsituationserkennung 6 gemäß der Übersicht in 1 näher
dargestellt.In 4 is the signal flow within the driving situation detection 6 according to the overview in 1 shown in more detail.
Eingangsseitig ist die Fahrsituationserkennung 6 über ein
Signal 20, welches die Fahrpedalstellung repräsentiert,
beaufschlagt, ferner über
eine Änderung
der Fahrpedalstellung anzeigendes Signal 21 sowie unmittelbar
mit einem Signal vF, welches die Fahrgeschwindigkeit
repräsentiert.The driving situation detection is on the input side 6 about a signal 20 , which represents the accelerator pedal position, is also acted upon by a signal indicating a change in the accelerator pedal position 21 and immediately with a signal v F , which represents the driving speed.
In einer ersten Signalverknüpfung 56 werden die
aktuelle durch das Signal 20 repräsentierende Fahrpedalstellung
und eine gesetzte Fahrpedalstellung 55 verglichen. Die
gesetzte Fahrpedalstellung sollte in etwa der Fahrpedalstellung
dem Zustand Volllast entsprechen. Das Ausgangssignal der ersten Signalverknüpfung 56 stellt
das Ausgabesignal 25 dar, welches einen hohen Lastzustand
der Verbrennungskraftmaschine anzeigt. Das eine Änderung der Fahrpedalstellung
repräsentierende
Eingangssignal 21 wird sowohl einer vergleichenden Signalverknüpfung 57 "Beschleunigen" als auch einer vergleichenden
Signalverknüpfung 58"Verzögerung" aufgegeben. Sowohl
die Signalverknüpfung 57 als
auch die Signalverknüpfung 58 sind
eingangsseitig mit gesetzten Werten 59 bzw. 60 beaufschlagt,
welche den Fahrpedalstellungsverlauf bei Beschleunigung, d.h. positiver
Fahrpedalgradient bzw. den Fahrpedallstellungsverlauf beim Verzögern, d.
h. negativer Fahrpedalgrandient repräsentieren. Das Ausgangssignal der
ersten Signalverknüpfung 56 sowie
das Ausgangssignal der Signalverknüpfung Beschleunigung 57 werden
an einer Signalzusammenführung 61 verodert
und eingangseitig einem Flip-Flop 62 aufgegeben. Am Flip-Flop 62 steht
das Ausgangssignal der Signalzusammenführung 61 an einem
Seteingang an. Am Reset-Eingang
des Flip-Flops 62 steht das Ausgangssignal der Signalverknüpfung 58 "Verzögerung" an. Das Ausgangssignal
des Flip-Flops 62 repräsentiert
das Ausgangssignal 26, welches wiederum dem zweiten elektronischen
Schalter 28 aufgegeben wird und eine Beschleunigungsphase
der Verbrennungskraftmaschine anzeigt.In a first signal link 56 become the current through the signal 20 representing accelerator pedal position and a set accelerator pedal position 55 compared. The accelerator pedal position set should roughly correspond to the full load state. The output signal of the first signal link 56 represents the output signal 25 represents, which indicates a high load state of the internal combustion engine. The input signal representing a change in the accelerator pedal position 21 becomes both a comparative signal link 57 "Accelerate" as well as a comparative signal link 58 " Delay "abandoned. Both the signal linkage 57 as well as the signal link 58 are on the input side with set values 59 respectively. 60 acted upon, which represent the accelerator position curve during acceleration, ie positive accelerator pedal gradient or the accelerator pedal position curve during deceleration, ie negative accelerator pedal gradient. The output signal of the first signal link 56 as well as the output signal of the signal linkage acceleration 57 are at a signal merge 61 coded and a flip-flop on the input side 62 given up. On the flip-flop 62 is the output signal of the signal combination 61 at a set entrance. At the reset input of the flip-flop 62 is the output signal of the signal link 58 "Delay". The output signal of the flip-flop 62 represents the output signal 26 , which in turn is the second electronic switch 28 is given up and indicates an acceleration phase of the internal combustion engine.
Darüber hinaus wird das die Fahrpedalstellung
repräsentierende
Signal 20 sowie das die aktuelle Fahrzeugeschwindigkeit
repräsentierende
Signal vF einem Kennlinienfeld 54 zugeführt, in
welchem verschiedene Verläufe
der Load-Response-Funktion 1 für verschiedene Kombinationen
von Fahrpedalstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit abgelegt sind. Im
Falle der Beschleunigungserkennung wird durch den Ausgang der Veroderung 61 die
jeweils anstehende Pedalstellung als Eingang 22 im Kennfeld 54 angenommen.
Zusammen mit dem am Eingang 24 aufgegebenen Signal vF wird ein Ausgangssignal 27 bestimmt,
welches eine entsprechend der detektierten Beschleunigung und Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellende Änderung
der Pulsweite für
die aktive Load-Response-Funktion charakterisiert.In addition, the signal representing the accelerator pedal position 20 and the signal v F representing the current vehicle speed in a characteristic field 54 fed, in which different courses of the load response function 1 are stored for different combinations of accelerator pedal position and vehicle speed. In the case of acceleration detection, the output of the ORing 61 the respective pedal position as input 22 in the map 54 accepted. Along with the one at the entrance 24 given signal v F becomes an output signal 27 determines which characterizes a change in the pulse width to be set in accordance with the detected acceleration and vehicle speed for the active load response function.
5 zeigt
die Signalverarbeitung innerhalb der Auswerteeinheit 3 der
Load-Response-Funktion gemäß der Darstellung
in 1. 5 shows the signal processing within the evaluation unit 3 the load response function as shown in 1 ,
Wird eine inaktive Load-Response-Funktion 1,
welche aus einer Auswertung des am Eingang 32 der Auswerteeinheit 3 anstehenden
Signals ermittelt wird, erkannt, wird ein Ausgangssignal 40.1 zur
Ansteuerung der Load-Response-Funktion 1 ausgegeben, welches
durch den der Auswerteeinheit 3 nachgeschalteten Festwert 38 auf
100 % eingestellt wird, d.h. der Verlauf der Load-Response-Funktion 1 ist
in diesem Falle, d.h. bei inaktiver Load- Response-Funktion 1, durch
einen rampenlosen Verlauf gekennzeichnet d. h. Sprünge des
Erregerstromes im Drehstromgenerator auf 100% sind möglich.Becomes an inactive load response function 1 which results from an evaluation of the at the entrance 32 the evaluation unit 3 pending signal is detected, an output signal is detected 40.1 to control the load response function 1 output, which by the evaluation unit 3 downstream fixed value 38 is set to 100%, ie the course of the load response function 1 is in this case, ie when the load response function is inactive 1 , characterized by a rampless course, ie jumps of the excitation current in the three-phase generator to 100% are possible.
Zu Beginn der Aktivierung der Load-Response-Funktion 1 wird
durch Auswertung des den letzten Lastwert des Drehstromgenerators
repräsentierenden
Signales 33 ein Ansteuersignal 40.2 für die Pulsweite
der Load-Response-Funktion 1 erzeugt, (vergleiche 6, Position 73)
zu einem Zeitpunkt, an welchem, angezeigt durch einen positiven
Sprung von Signal 32, die Zuschaltung eines weiteren elektrischen
Verbrauchers in einem Bordnetz 108 eines Kraftfahrzeuges
erfolgt, der eine hohe elektrische Leistungsaufnahme aufweist.At the start of the activation of the load response function 1 is obtained by evaluating the signal representing the last load value of the three-phase generator 33 a control signal 40.2 for the pulse width of the load response function 1 generated, (compare 6 , Position 73 ) at a time when indicated by a positive jump in signal 32 , the connection of another electrical consumer in an electrical system 108 a motor vehicle that has a high electrical power consumption.
Aus dem Ausgangssignal 36 des
zweiten elektronischen Schalters 28, welches eine Schrittweite
der Pulsweite der Load-Response-Funktion 1 anzeigt sowie
aus der aktuellen Bordnetzspannung Ub werden
unter Zwischenschaltung eines Kennlinienfeldes, in dem die Verläufe der
Steigerungsraten der Load-Response-Funktion vorliegen, unter Berücksichtigung
der Bordnetzspannung an einer Zusammenführung 71 die abhängig von
der herrschenden Bordspannung gewünschten Verläufe 78 bzw.
79 (vergleiche 6) die
Load-Response-Funktion 1 ermittelt.
Bei der Signalzusammenführung 71 wird demnach
die Rampensteigung der Load-Response-Funktion 1 von der
aktuellen Bordspannung Ub beeinflusst, da
abhängig
von dieser die Steigung der Load-Response-Funktion im Kennlinienfeld 54 ermittelt
wird. Die Ausgangssignalzusammenführung 71 wird einer
Sumationsstelle 70 zugeführt. An der Sumationsstelle 70 wird
die aktuelle Pulsweite der Load-Response-Funktion, repräsentiert durch das ursprüngliche
Ansteuersignal 40 für
die Pulsweite der Load-Reponse-Funktion 1 mit der gewünschten
Steigung der Load-Response-Funktionsrampe
zusammengeführt
und eine daraus resultierende neue, den Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und
Bordnetzspannung berücksichtigende
Pulsweite einer Load-Response-Funktion 1 präsentiert
durch das modifizierte Ansteuersignal 40.3, ermittelt.From the output signal 36 of the second electronic switch 28 , which is an increment of the pulse width of the load response function 1 displays and from the current electrical system voltage U b with the interposition of a characteristic curve field in which the curves of the rates of increase of the load response function are present, taking into account the vehicle electrical system voltage at a junction 71 the desired curves depending on the prevailing on-board voltage 78 or 79 (compare 6 ) the load response function 1 determined. When merging signals 71 becomes the ramp slope of the load response function 1 influenced by the current on-board voltage U b , since the slope of the load response function in the characteristic field depends on this 54 is determined. The output merging 71 becomes a summation point 70 fed. At the summation point 70 the current pulse width of the load response function, represented by the original control signal 40 for the pulse width of the load response function 1 merged with the desired slope of the load response function ramp and a resulting new pulse width of a load response function that takes into account the operating state of the internal combustion engine and vehicle electrical system voltage 1 presented by the modified control signal 40.3 , determined.
Die aktuelle Bordnetzspannung Ub
wird darüber
hinaus mit einer zulässigen
Mindestspannung Umin verglichen. Daneben
werden das Ausgangssignal 25 der Fahrsituationserkennung 6,
welches den Volllastzustand der Verbrennungskraftmaschine und eine
dementsprechend aktivierte Load-Response-Funktion 1 anzeigt
und das Signal Bgen
, on einer
Signalverarbeitung zugeführt.
Durch den Vergleich der aktuellen Bordnetzspannung Ub mit einer Mindestspannung
wird ein Eingangssignal für
einen weiteren elektronischen Schalter 72 ermittelt. Der weitere
elektronische Schalter 72 ist über einen Eingang beaufschlagt, über welchen
der Generator ausschaltbar ist. Ferner steht am weiteren elektronischen
Schalter 72 das aktuelle Ansteuersignal 40 für die Pulsweite
der Load-Response-Funktion 1 an. Durch den weiteren elektronischen
Schalter 72 wird anhand der an den Eingängen anstehenden Signale der
Drehstromgenerator der Verbrennungskraftmaschine nur dann während einer
Beschleunigungsphase der Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet,
wenn die Bordnetzspannung Ub innerhalb des Bordnetzes 108 des
Fahrzeuges, einen Mindestspannungswert Umin überschreitet.
Ist die Bordnetzspannung zu gering, wird die ursprünglich errechnete (40.1 oder 40.2 oder 40.3)
Load-Response-Steigung 1, d.h. deren Pulsweite, durchgeschaltet.The current vehicle electrical system voltage Ub is also compared to a permissible minimum voltage U min . In addition, the output signal 25 the detection of the driving situation 6 , which shows the full load state of the internal combustion engine and a correspondingly activated load response function 1 displays and the signal B gen , on a signal processing supplied. By comparing the current electrical system voltage Ub with a minimum voltage, an input signal for another electronic switch 72 determined. The further electronic switch 72 is applied via an input via which the generator can be switched off. There is also another electronic switch 72 the current control signal 40 for the pulse width of the load response function 1 on. Through the further electronic switch 72 The three-phase generator of the internal combustion engine is only switched off during an acceleration phase of the internal combustion engine on the basis of the signals present at the inputs if the on-board electrical system voltage Ub is within the on-board electrical system 108 of the vehicle exceeds a minimum voltage value U min . If the vehicle electrical system voltage is too low, the originally calculated ( 40.1 or 40.2 or 40.3 ) Load response slope 1 , ie their pulse width, switched through.
Ist das dem weiteren elektronischen
Schalter 72 aufgegebene, das Einschalten des Drehstromgenerators
repräsentieren
Bit Bgen, on mit dem Wert 0 belegt, was
gemäß 2 während des Startvorganges der
Verbrennungskraftmaschine geschieht, ist der Generator ausgeschaltet
und wird erst nach Ablauf des am Verzögerungsgliedes 53 eingestellten
Verzögerungszeit
eingeschaltet.Is that the further electronic switch 72 given, the switching on of the alternator represent bit B gen, on with the value 0, which according to 2 happens during the starting process of the internal combustion engine, the generator is switched off and is only after the delay element has expired 53 set delay time switched on.
6 zeigt
den Verlauf des Erregerstromes im Erregerkreis eines Drehstromgenerators
wobei dessen Verlauf bei aktivierter bzw. inaktivierter Load-Response-Funktion
einander gegenübergestellt
sind. 6 shows the course of the excitation current in the excitation circuit of a three-phase generator, the course of which is compared with one another when the load response function is activated or deactivated.
Der Erregerstrom IERR ist über der
Zeitachse aufgetragen. Bei Zuschalten eines starken elektrischen
Verbrauchers mit einer hohen Leistungsaufnahme wie beispielsweise
einer Frontscheibenheizung oder einer Heckscheibenheizung innerhalb
des Bordnetzes 108 eines Kraftfahrzeuges, tritt eine Lastsprung
am Drehstromgenerator der Verbrennungskraftmaschine auf. Bei Fehlen
einer Load-Response-Funktion 1 gemäß der vorliegenden Figur, wird
der zusätzliche
Leistungsbedarf innerhalb des elektrischen Bordnetzes 108 des
Kraftfahrzeuges sprungförmig
sofort durch den Generator gedeckt. Bei aktiver Load-Response-Funktion 1 wird
der Leistungsbedarf vom Generator rampenförmig bereitgestellt. Der Dekkungsbeitrag
zur elektrischen Leistung, den die Fahrzeugbatterie aufbringt, ist
durch den schraffierten Bereich 74 im Diagramm gemäß 6 dargestellt. Der mit Bezugszeichen 75 gekennzeichnete
Verlauf repräsentiert
den Erregerstrom IERR, welchen der Drehstromgenerator
ohne Begrenzung durch eine Load-Response-Funktion 1 nach Auftreten
des Lastsprunges bei Zuschalten eines elektrischen Verbrauchers
den Zuschaltpunkt 73 aufweist. Dementsprechend weist der
Drehstromgenerator nunmehr ein sprungförmiges Schleppmoment auf, welches
durch die Verbrennungskraftmaschine aufzubringen ist.The excitation current I ERR is plotted over the time axis. When switching on a strong electrical consumer with a high power consumption such as a windscreen heater or a rear window heater within the vehicle electrical system 108 of a motor vehicle, a load jump occurs on the three-phase generator of the internal combustion engine. In the absence of a load response function 1 According to the present figure, the additional power requirement within the electrical system 108 of the motor vehicle jump covered immediately by the generator. When the load response function is active 1 the power requirement of the generator is provided in a ramp. The coverage contribution to the electrical power that the vehicle battery provides is due to the shaded area 74 in the diagram according to 6 shown. The one with reference numerals 75 marked course represents the excitation current I ERR , which the three-phase generator without limitation by a load response function 1 after the jump in load occurs when an electrical consumer is switched on, the switch-on point 73 having. Accordingly, the three-phase generator now has an abrupt drag torque, which is to be applied by the internal combustion engine.
Der mit Bezugszeichen 76 gekennzeichnete Verlauf
des Erregerstromes IERR kann durch eine
aktivierte Load-Response-Funktion 1 gemäß der vorgeschlagenen Erfindung
erreicht werden. Im Unterschied zur mit Bezugszeichen 75 gekennzeichneten Verlauf
des Erreger-Stromes
IERR, verläuft die Erregerstromzunahme
nach Einschalten eines elektrischen Verbrauchers mit hoher Leistungsaufnahme im
elektrischen Bordnetz 108 des Kraftfahrzeuges rampenförmig, d.h.
es tritt keine stossartig einsetzende Belastung am Drehstromgenerator
auf. Damit wird einerseits der den Drehstromgenerator antreibende
Riementrieb, sei es ein flankenoffener oder sei es ein anders gearteter
Keilriemen, geschont und dessen Lebensdauer verlängert, andererseits ist durch
die aktive Load-Response-Funktion 1 das auf die Verbrennungskraftmaschine
rückwirkende Schleppmoment
des Drehstromgenerators wesentlich verringert bzw. steigt sanfter
an, so dass Drehzahleinbrüche
der Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf bzw. im niedrigen Teillastbereich
nicht auftreten.The one with reference numerals 76 marked course of the excitation current I ERR can by an activated load response function 1 can be achieved according to the proposed invention. In contrast to the one with reference numerals 75 marked course of the excitation current I ERR , the excitation current increases after switching on an electrical consumer with high power consumption in the electrical system 108 of the motor vehicle in the form of a ramp, ie there is no sudden load on the three-phase generator. On the one hand, this protects the belt drive that drives the three-phase generator, whether it is an open-flank or a different type of V-belt, and extends its service life, and on the other hand, thanks to the active load response function 1 the drag torque of the three-phase generator, which has a retroactive effect on the internal combustion engine, is significantly reduced or rises more gently, so that speed drops in the internal combustion engine do not occur during idling or in the low partial load range.
Beim Zuschalten eines eine hohe elektrische Leistungsaufnahme
aufweisenden elektrischen Verbrauchers im Zuschaltzeitpunkt 73 steigt
der Erregerstrom IERR in Inkrementen 80 entsprechend
einer ersten Rampensteigung 78 an. Die erste Rampensteigung 78,
d.h. die Steigerung des Erregerstroms IERR erfolgt
gemäß des im
zweiten elektronischen Schalter 28 (vergleiche Darstellung
gemäß 1) anstehenden Signales 36,
welches die Änderung
der Pulsweite der aktiven Load-Response-Funktion 1 auslöst. Befindet
sich die Verbrennungskraftmaschine in einem Bereich höherer Drehzahlen,
kann die aktivierte Load-Response-Funktion
durchaus mit einer ersten steileren Steigung 78 angesteuert
werden. Ändert sich,
gekennzeichnet durch Bezugszeichen 77, jedoch der Betriebszustand
der Verbrennungskraftmaschine, kann aufgrund der geänderten
Fahrsituation durch die aktive Load-Response-Funktion 1 die Rampensteigung
gemäß des mit
Bezugszeichen 79 in Inkrementen 80 ansteigenden
Rampenverlaufs z. B. abgeflacht werden. Bei sinkender Bordnetzspannung
könnte
beispielsweise die Steigung des Rampenverlaufes auch steiler werden,
d. h. zunehmen. Durch die Abflachung der Rampensteigung der Load-Response-Funktion 1 kann
z.B. der Fahrerwunsch nach Beschleunigung unterstützt werden,
indem im Extremfall der Erregerstrom IERR bis
auf 0 reduziert wird, so dass sich während der Beschleunigungsphase
einer Verbrennungskraftmaschine ein minimales auf die Verbrennungskraftmaschine
rückwirkendes
Generatorschleppmoment einstellt. Danach kann bei detektierter Bordnetzspannung
Ub innerhalb des Bordnetzes 108 im Bereich einer gerade noch
zulässigen
Mindestspannung Umin die Rampensteigung 78 bzw.
79 in Abhängigkeit
von der Bordnetzspannungsabhängigen
Kennlinie 54 der Load-Response-Funktion 1 (vergleiche
Darstellung gemäß 5) berücksichtigt werden. Je nach
Betriebspunktverlagerung der Verbrennungskraftmaschine wird entweder
der besseren Batterieladung, d.h. durch eine steilere Rampensteigung 78 der Load-Response-Funktion
Rechnung getragen,oder einem besseren Verhalten der Verbrennungskraftmaschine,
d.h. eine Minimierung des rückwirkenden Schleppmomentes
auf die Verbrennungskraftmaschine durch eine flacher verlaufende
Rampensteigung 79 der Load-Response-Funktion (vergleiche Position 79 in 6).When connecting an electrical consumer with a high electrical power consumption at the time of connection 73 the excitation current I ERR increases in increments 80 corresponding to a first ramp slope 78 on. The first ramp climb 78 , ie the excitation current I ERR is increased in accordance with that in the second electronic switch 28 (compare illustration according to 1 ) first signal 36 , which is the change in the pulse width of the active load response function 1 triggers. If the internal combustion engine is in a range of higher speeds, the activated load-response function can certainly start with a first steep incline 78 can be controlled. Changes, identified by reference numerals 77 However, the operating state of the internal combustion engine can be changed due to the changed driving situation by the active load response function 1 the ramp slope according to that with reference numerals 79 in increments 80 increasing ramp course z. B. be flattened. If the vehicle electrical system voltage drops, for example, the slope of the ramp course could also become steeper, ie increase. By flattening the ramp slope of the load response function 1 For example, the driver's request for acceleration can be supported by, in extreme cases, reducing the excitation current I ERR to 0, so that a minimal generator drag torque which has an effect on the internal combustion engine occurs during the acceleration phase of an internal combustion engine. Thereafter, when the vehicle electrical system voltage is detected, Ub can occur within the vehicle electrical system 108 the ramp slope in the range of a just permissible minimum voltage U min 78 or 79 depending on the on-board voltage-dependent characteristic 54 the load response function 1 (compare illustration according to 5 ) are taken into account. Depending on the shift in the operating point of the internal combustion engine, either the better battery charge, ie by a steeper ramp gradient 78 the load response function is taken into account, or a better behavior of the internal combustion engine, ie a minimization of the retroactive drag torque on the internal combustion engine by a flat ramp gradient 79 the load response function (compare position 79 in 6 ).
In der Darstellung gemäß 7 ist das Prinzip einer
externen Spannungsregelung eines Drehstromgenerators über den
Eingang einer Load-Response-Funktion wiedergegeben, gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
(vgl. Seite 5).According to the representation 7 the principle of an external voltage regulation of a three-phase generator is reproduced via the input of a load response function, according to a further embodiment variant of the solution proposed according to the invention (cf. page 5).
Ein Eingang 92 der Load-Response-Funktion 1 ist
mit einem Load-Response-Signal 93 beaufschlagt. An einer
Und-Verknüpfung 94 wird
das Load-Response-Signal, welches am Eingang 92 der Load-Response-Funktion 1 ansteht,mit
einem Rechtecksignal 91 verknüpft, welches wiederum von einem Rechteckgenerator 90 (konstantes
Pulsweitensignal) verknüpft
wird. Das durch eine UND-Verknüpfung 94 resultierende
Verknüpfungssignal 95 beeinflusst
den Erregerstrom IERR im Erregerkreis 96 eines
Drehstromgenerators 98, der neben dem Erregerkreis 96 einen
Läuferkreis 97 enthält. Gemäß dieser
weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
kann mittels eines fest eingestellten Erregerstromes der Drehstromgenerator 98 ohne Einschnürung durch
eine Load-Response-Pulsweite, d.h.
100 %, eine konstante Spannung von beispielsweise 17 Volt erzeugen.
Die Drehzahlschwelle für eine
aktive Load-Response-Funktion 1 ist nicht vorhanden, demnach
kann über
den gesamten Drehzahlbereich geregelt werden. Die Load-Response-Pulsweite
wird so eingestellt, dass sich über den
durch das Verknüpfungssignal 95 begrenzten
Erregerstrom IERR, den Batterieladezustand
einer Kfz-Batterie 105 und die Last Ub innerhalb
des Bordnetzes 108 des Kraftfahrzeuges eine Bordnetzspannung
einstellt.An entrance 92 the load response function 1 is with a load response signal 93 applied. On an AND link 94 becomes the load response signal, which at the input 92 the load response function 1 pending with a square wave 91 linked, which in turn by a rectangular generator 90 (constant pulse width signal) is linked. With an AND link 94 resulting link signal 95 influences the excitation current I ERR in the excitation circuit 96 a three-phase generator 98 that next to the excitation circle 96 a group of runners 97 contains. According to this further embodiment of the solution proposed according to the invention, the three-phase generator can be operated by means of a fixed excitation current 98 generate a constant voltage of, for example, 17 volts without constriction by means of a load response pulse width, ie 100%. The speed threshold for an active load response function 1 is not available, therefore regulation can be made over the entire speed range. The load response pulse width is set in such a way that the link signal 95 limited excitation current I ERR , the battery state of charge of a motor vehicle battery 105 and the load U b within the vehicle electrical system 108 of the motor vehicle sets an electrical system voltage.
In 8 ist
ein Beispiel dargestellt, wie mittels eines Steuergerätes gemäß des oben
erwähnten Prinzipes
eine Ausregelung der Bordnetzspannung erfolgt.In 8th An example is shown of how the vehicle electrical system voltage is regulated by means of a control device according to the principle mentioned above.
Innerhalb eines Steuergerätes 104 wird
anhand eines Batteriemodells 100, in welches auch die Batterietemperatur
TBat eingeht und anhand einer Ladekennlinie 101 einer
Kfz-Batterie 105, eine Sollspannung USoll ermittelt.
An einer Negativ-Verknüpfung
wird die ermittelte Spannung USoll mit der
tatsächlichen
Spannung Ub innerhalb des Bordnetzes 108 des
Fahrzeuges verglichen. Aus der ermittelten Spannungsdifferenz ΔU wird innerhalb
der Auswerteeinheit 3 die Pulsweite für eine Load-Response-Funktion 1 ermittelt
und als Ansteuersignal 40.4 der einer Eingangsklemme 109 (G+)
des Drehstromgenerators 98 aufgeschaltet. An der G+-Klemme
des Drehstromgenerators 98 ist der Pluspol 106 der
Kfz-Batterie 105 angeschlossen,
deren Minuspol 107 auf die Masse des Bordnetzes 108 geführt ist.Within a control unit 104 is based on a battery model 100 , which also includes the battery temperature T Bat and based on a charging characteristic 101 a car battery 105 , a target voltage U target is determined. At a negative link, the determined voltage U Soll is compared with the actual voltage U b within the vehicle electrical system 108 of the vehicle compared. The voltage difference ΔU determined within the evaluation unit 3 the pulse width for a load response function 1 determined and as a control signal 40.4 that of an input terminal 109 (G +) of the three-phase generator 98 switched. At the G + terminal of the three-phase generator 98 is the plus pole 106 the car battery 105 connected, the negative pole 107 to the mass of the electrical system 108 is led.
Mit der in 7 bzw. 8 dargestellten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
kann die gesamte Spannungsregelung extern und sehr flexibel über einen
Load-Response-Eingang 92 erfolgen. Ein separater Eingang für die Spannungsregelung
kann demnach entfallen, so dass sich der Spannungsregler auf dem
Drehstromgenerator 98 erheblich vereinfachen lässt.With the in 7 respectively. 8th The embodiment variant of the solution proposed according to the invention can control the entire voltage control externally and very flexibly via a load response input 92 respectively. A separate input for voltage regulation can therefore be omitted, so that the voltage regulator is on the three-phase generator 98 can be simplified considerably.
-
11
-
Load-Response-FunktionLoad-response function
-
22
-
Lastsprung
Detektionsroutineload step
detection routine
-
33
-
Auswerteeinheitevaluation
-
44
-
Startroutinestart routine
-
55
-
Routine
(Leerlauf)routine
(Neutral)
-
66
-
FahrstituationserkennungFahrstituationserkennung
-
Ub U b
-
BordnetzspannungBoard supply voltage
-
77
-
Generatorlastgenerator load
-
88th
-
Eingang
Generatorlastsignalentrance
Generator load signal
-
99
-
Rückkopplung
Load-Response-Pulsweitefeedback
Load response pulse width
-
1010
-
Ausgang
Load-Response-Pulsweiteoutput
Load response pulse width
-
1111
-
Ausgang
Generatorlastoutput
generator load
-
1212
-
Leerlaufregelung
aktivIdle speed control
active
-
nmot n mot
-
Drehzahl
Verbrennungskraftmaschinerotational speed
Internal combustion engine
-
Tmot T mot
-
Temperatur
Verbrennungskraftmaschinetemperature
Internal combustion engine
-
1313
-
Ende
Startphase VKMThe End
VKM start phase
-
1414
-
Eingang
Startphasen-Signalentrance
Start phase signal
-
1515
-
Eingang
nmot Entrance n mot
-
1616
-
Eingang
Tmot T mot
-
1717
-
Ausgangssignal
Betriebszustand VKMoutput
VKM operating status
-
Bgen, on B gen, on
-
Signal
Generator EINsignal
Generator ON
-
1818
-
Ausgangssignal
Leerlaufroutineoutput
Idle routine
-
1919
-
Erster
elektronischer Schalterfirst
electronic switch
-
2020
-
FahrpedalstellungAccelerator pedal position
-
2121
-
Änderung
Fahrpedalstellungmodification
Accelerator pedal position
-
vF v F
-
FahrpedalstellungAccelerator pedal position
-
2222
-
Eingang
Signal Fahrpedalstellungentrance
Accelerator pedal position signal
-
2323
-
Eingang Änderung
FahrpedalstellungReceipt change
Accelerator pedal position
-
2424
-
Eingang
Signal vF Input signal v F
-
2525
-
Verzögerungsglied
(Load-Response-aktiv)delay
(Load response active)
-
2626
-
Ausgangssignal
Beschleunigungsphase
(Load-Response-aktiv)output
acceleration phase
(Load response active)
-
2727
-
Ausgangssignal Änderung
Load-Response-Funktion wegen BeschleunigungsphaseOutput signal change
Load response function due to acceleration phase
-
2828
-
Zweiter
elektronischer Schaltersecond
electronic switch
-
5757
-
Signalverknüpfung BeschleunigungSignal linkage acceleration
-
2929
-
1.
Signalpfad Betriebszustand Verbrennungskraftmaschine1.
Signal path operating state of internal combustion engine
-
3030
-
weiterer
Signalpfad Betriebszustand VerbrennungskraftmaschineAnother
Signal path operating state of internal combustion engine
-
3131
-
Eingang
Ub Entrance U b
-
3232
-
Eingang
Bit: Load-Response aktiventrance
Bit: Load response active
-
3333
-
Eingang
Lastwert Pulsweiteentrance
Load value pulse width
-
3434
-
Eingang
Bit Bgen, on Input bit B gen, on
-
3535
-
Eingang
Bit LR (Volllast) aktiventrance
Bit LR (full load) active
-
3636
-
Eingang Änderung
Pulsweite
Load-Response-FunktionReceipt change
pulse width
Load-response function
-
3737
-
Ausgangssignal
Pulsweite
Load-Responseoutput
pulse width
Load Response
-
3838
-
Begrenzer
(100 %)limiter
(100%)
-
3939
-
Maximalwert-BegrenzerMaximum value limiter
-
4040
-
-
40.140.1
-
spannungs-/fahrsituations-voltage / driving situation
-
40.240.2
-
abhängiges Ansteuersignaldependent control signal
-
40.340.3
-
Pulsweite
Load-Response-Funktionsinkremente Betriebszustandpulse width
Load response function increments operating state
-
40.440.4
-
Funktionfunction
-
5050
-
Kennlinie
Load-Response-Funktionsinkremente Betriebszustandcurve
Load response function increments operating state
-
5151
-
Schalter "Generator aus""Generator off" switch
-
5252
-
Signalverknüpfungsignal combination
-
52.152.1
-
UND-VerknüpfungAND operation
-
52.252.2
-
Flip-FlopFlip-flop
-
5353
-
Verzögerungsglieddelay
-
TT
-
VerzögerungszeitDelay Time
-
5454
-
Kennlinienfeld
Steigungsinkrementierung Load-ResponseOf characteristics
Gradient increment load response
-
5555
-
VolllastsignalFull load signal
-
-
Funktion
wegen Beschleunigungsphasefunction
because of acceleration phase
-
5656
-
Erste
SignalverknüpfungFirst
signal combination
-
TBat T Bat
-
Batterietemperaturbattery temperature
-
5858
-
Signalverknüfung VerzögerungSignal link delay
-
5959
-
Maximalpedalweg
FahrpedalMaximalpedalweg
accelerator
-
6060
-
Fahrpedalweg
= 0 (Verzögerung)throttle pedal travel
= 0 (delay)
-
6161
-
VeroderungORing
-
6262
-
Flip-FlopFlip-flop
-
7070
-
Signalaufschaltpunkt Änderung
Be-Signal activation point change
loading
-
7171
-
Resultierendes
Rampensteigungs-resulting
Rampensteigungs-
-
7272
-
Weiterer
elektronischer SchalterAnother
electronic switch
-
Umin U min
-
Bordnetz
Mindestspannungboard network
minimum voltage
-
7272
-
Weiterer
elektronischer SchalterAnother
electronic switch
-
IERR I ERR
-
Erregerstrom
Erregerkreis Drehstromgeneratorexcitation current
Excitation circuit three-phase generator
-
tt
-
Zeitachsetimeline
-
7373
-
Zuschaltzeitpunkt
elektrischer VerbraucherConnect time
electrical consumer
-
7474
-
Deckungsbeitrag
Fahrzeugbatteriecontribution margin
vehicle battery
-
7575
-
Erregerstromverlauf
ohne LRFExcitation current course
without LRF
-
7676
-
Erregerstromverlauf
mit LRFExcitation current course
with LRF
-
7777
-
Änderung
Betriebszustand VKMmodification
VKM operating status
-
7878
-
Erste
Rampensteigung LRFFirst
Ramp slope LRF
-
7979
-
Zweite
Rampensteigung LRFSecond
Ramp slope LRF
-
8080
-
Rampen-InkrementierungRamp increment
-
9090
-
Rechteckgeneratorsquare wave generator
-
9191
-
Rechtecksignalsquare wave
-
9292
-
Eingang
Load-Response-Signal vom Steuergerätentrance
Load response signal from the control unit
-
9393
-
Load-Response-SignalLoad response signal
-
9494
-
UND-VerknüpfungAND operation
-
9595
-
Verknüpftes SignalLinked signal
-
9696
-
Erregerkreisexcitation circuit
-
9797
-
Läuferkreisrotor circuit
-
9898
-
DrehstromgeneratorAlternator
-
100100
-
Batteriemodellbattery model
-
101101
-
LadekennlinieCharging characteristic
-
102102
-
Sollspannung
Bordnetztarget voltage
board network
-
ΔU.DELTA.U
-
Spannungsdifferenzvoltage difference
-
104104
-
Steuergerätcontrol unit
-
105105
-
Kfz-BatterieCar battery
-
106106
-
Pluspolpositive pole
-
107107
-
Minuspolminuspol
-
108108
-
Bordnetzboard network
-
B+B +
-
Generatorklemmengenerator terminals
-
G+G +
-
-
109109
-
Eingang
Generator Load-Response Pulsweiten-Vorgabeentrance
Generator load response pulse width specification