DE4007396A1

DE4007396A1 - Vorrichtung zum ueberwachen der leerlaufdrehzahl einer maschine

Info

Publication number: DE4007396A1
Application number: DE4007396A
Authority: DE
Inventors: Takanori Fujimoto; Hiroyasu Kisaichi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1990-09-13
Anticipated expiration: 2010-03-09
Also published as: KR930006051B1; DE4007396C2; US5140960A; KR900014726A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Leer laufdrehzahl einer Maschine und insbesondere eine Vorrichtung, welche Schwankungen der Leerlaufdrehzahl in dem Fall unterbinden kann, daß ein Generator zum Laden einer Batterie von der Maschine angetrieben wird.

Bei herkömmlichen Vorrichtungen zum Überwachen der Leerlaufdreh zahl einer Maschine wird die Leerlaufdrehzahl der Maschine dadurch auf einer gewünschten Drehzahl gehalten, daß die Ansaugluftzufuhr der Maschine entsprechend der Differenz zwischen der erwünschten Leerlaufdrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Maschine überwacht wird.

Wenn eine elektrische Last viel elektrische Energie bzw. Leistung aufnimmt (wie etwa Fahrlicht oder ein motorgetriebener Radiator oder Ventilator) steigert bei der Verwendung der obigen her kömmlichen Vorrichtung der Betrieb des Generators, welcher den elektrischen Verbraucher mit Energie versorgt, die Maschinenlast, so daß die Drehzahl der Maschine abgesenkt wird. Wenn die Drehzahl der Maschine abgesenkt wird, wird die gewünschte Drehzahl gegebe nenfalls durch die genannte Überwachung abgesenkt. Es kann jedoch, abhängig von der Größe der elektrischen Last, wegen der Trägheit der Überwachung zu einem Abwürgen der Maschine kommen.

Es ist daher vorgeschlagen worden, die Menge der zugeführten Ansaugluft durch Erfassen mittels einer Vielzahl elektrischer Lastschalter zu korriegieren, beispielsweise in der JP-PS 58-197449. In diesem Fall sind jedoch genauso viele Schalter und Eingabeschaltungen notwendig, wie elektrische Lasten vorhanden sind, wodurch die Größe und die Kompliziertheit des Aufbaus der Überwachungsvorrichtung zunehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nach teile zu eliminieren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Leerlaufdrehzahl einer Maschine anzugeben, die einfach aufgebaut ist, ein Abwürgen der Maschine ausschließt und nicht träge ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung sind vorgesehen: Erregungsperiodenerfassungs mittel zum Erfassen der Erregungsperiode bei jeder vorbestimmten Kurbelwinkelperiode der Maschine, erste Korrekturmittel zum Korri gieren der Drehzahl der Maschine entsprechend der Erregungsperiode und zweite Korrekturmittel zum Korrigieren der genannten vorbe stimmten Kurbelwinkelperiode entsprechend der Maschinendrehzahl.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert sind. Dabei zeigt

Fig. 1, 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrich tung nach der Erfindung und einer Überwachungs einheit;

Fig. 3, 4 Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 5, 6 Flußdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung;

Fig. 7, 8 Diagramme, welche die Überwachungscharakteristika zeigen, welche in der Überwachungseinheit nach der Erfindung gespeichert sind; und

Fig. 9 ein Zeitdiagramm, welches eine Weise erläutert, in welcher die Erregungsperiode bei hoher Dreh zahl verändert wird.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Arbeitsweise für den Fall erläutert, daß eine Kurbelwinkel periode als Erfassungsperiode für die Erfassung der Erregungsperiode in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird.

Fig. 11, 12 zeigen schematisch den Gesamtaufbau und eine Überwachungseinheit nach einem anderen Aus führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, daß den Betrieb der erfin dungsgemäßen Vorrichtung zeigt; und

Fig. 14 bis 16 sind Diagramme, welche die Überwachungs charakteristika zeigen, die in eine Über wachungseinheit in der Vorrichtung nach der Erfindung gespeichert sind.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeipiel der Erfindung unter Bezug nahme auf die Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt den Aufbau der Überwachungsvorrichtung für die Maschinenleerlaufdrehzahl nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bezugszahl 1 bezeichnet einen Generator, 2 eine Schalteinrichtung zum Überwachen des Erregungsstroms in einer Feldwicklung 11, 3 einen Maschinenschalter, 4 eine an einem Fahrzeug angebrachte Batterie. Der Generator 1 umfaßt Y-artig verschaltete Dioden 12 bis 14 zum Gleichrichten von dreiphasigen Wechselstrom-Ausgangssignalen einer Ankerwicklung 10, einer Feldwicklung 11 und einer Ankerwicklung 10. Die Schalt einrichtung 2 umfaßt eine Spannungserfassungsschaltung 21 zum Er fassen der Spannung der Batterie 4, ein Halbleiterschaltelement 22, das in Serie mit der Feldwicklung 11 verschaltet ist und mittels des Ausgangssignales der Spannungserfassungsschaltung 21 leitend gemacht wird, wenn die Spannung der Batterie 3 geringer als ein vorbestimmter Wert wird, und eine Diode 23 zum Kommutieren des Erregerstroms, welcher durch die Feldwicklung 11 fließt, wenn das Halbleiterschaltungselement 22 nicht-leitend gemacht ist. Bezugszahl 5 bezeichnet eine Überwachungseinheit, welche ein EIN/AUS-Signal an einem Verbindungspunkt zwischen der Feldwicklung 11 und dem Halbleiterschaltungselement 22 (nachstehend als Erre gungssignal bezeichnet) und ein Kurbelwinkelsignal empfängt, das von einer Kurbelwinkelsignal-Erfassungseinrichtung (nicht gezeigt) synchron mit einem vorbestimmten Maschinenkurbelwinkel erzeugt wird, um eine Erregungsperiode der Feldwicklung 11 in einer vorbe stimmten Kurbelwinkelperiode der Maschine zu erfassen (d. h. "Ein"- Zeitabschnitt des Halbleiterschaltungselementes 22) und um die Steuergröße entsprechend dem Ergebnis der Erfassung zu berechnen. Die Überwachungseinheit 5 umfaßt Erregungsperiodenerfassungsmittel 5 T und erste und zweite Korrekturmittel 5 N und 5 L. Bezugszahl 6 bezeichnet ein Solenoid zum Öffnen und Schließen eines elektro magnetischen Ventils 7 entsprechend dem Steuergrößen-Ausgangs signal der Überwachungseinheit 5. Ein Bypass 8 einer Drosselklappe 9 in einem Einlaßkanal 15 der Maschine wird zusammen mit dem elektromagnetischen Ventil 7 geöffnet und geschlossen. Das Sole noid 6 stellt Maschinendrehzahl-Überwachungsmittel 6 L dar.

Nachstehend ist der Betrieb der Erregungsperiodenerfassungsmittel 5 T und der ersten Korrekturmittel 5 N erläutert. Der Generator 1 wird von der Maschine angetrieben, um die Batterie 4 zu laden. Die Schalteinheit 2 überwacht den Erregerstrom durch die Über wachung der Erregungsperiode der Feldwicklung 11, so daß die von dem Generator 1 erzeugte Spannung oder die Spannung der Batterie 4 einen vorbestimmten Wert hat. Nachstehend ist die Art und Weise des Erfassens der Erregungsperiode für jede vorbestimmte Kurbel winkelperiode unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Überwachungseinheit 5, während Fig. 3 ein Zeitdiagramm des Betriebs darstellt. Bezugszahl 51 bezeichnet einen Pulsgenerator zum Erzeugen von Pulssignalen A mit einer vorbestimmten Frequenz (wie in Fig. 3(c) gezeigt). Das Pulssignal A wird über einen Widerstand 52 einem Zähler 53 zuge leitet. Dieses Eingangssignal wird von einem Transistor 54 für eine nicht-leitende Periode des Erregungssignales gemäß Fig. 3(b) maskiert und das in Fig. 3(d) gezeigte Signal B wird dem Zähler 53. Der Zähler 53 zählt das Signal B aus und gibt Zählwerte C gemäß Fig. 3(e) an eine CPU 55. Jedesmal, wenn das Kurbelwinkelsignal gemäß Fig. 3(a) erzeugt wird (d. h. bei jedem Anstieg des Signales in diesem Ausführungsbeispiel), liest die CPU 55 Zählwerte C aus und gibt ein Initialisierungssignal R [Fig. 3(f)] ab, um die Initialisierung des Zählers 53 zu bewirken. Dadurch werden aus den Zählwerten C gemäß Fig. 3(e) Cp. Bei dem beschriebenen Vorgang entsprechen die von der CPU 55 ausge lesenen Zählwerte Cp der Erregungsperiode für jede vorbestimmte Kurbelwinkelperiode.

Sodann berechnet die CPU 55 die Steuergröße, mit der die Menge der zugeführten Ansaugluft gesteuert wird, aus dem Kurbelwinkel signal. Dieser Vorgang wird unter Bezugsnahme auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben. Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, während die Fig. 5 und 6 Flußdiagramme darstellen, welche den Berechnungs vorgang für die Steuergröße erläutern. Die Routine nach Fig. 6 wird entsprechend einem Überwachungsprogramm ausgeführt. Wenn das Kurbelwinkelsignal während der Ausführung der Routine erzeugt wird, wird die Routine gestoppt und eine Kurbelwinkelsignal-Unter brechungsroutine gemäß Fig. 5 wird ausgeführt. In Schritt S 51 wird der Zählwert Cp ausgelesen und in Schritt S 52 wird der externe Zähler 53 initialisiert. Der von der CPU 55 ausgelesene Zähl wert Cp wird für jedes Kurbelwinkelsignal erneuert und demnach gemäß Fig. 4(c) verändert. In Schritt S 53 wird die Kurbelwinkel signalperiode T gemessen und in Schritt S 54 wird ein Erregungs periodenfaktor D entsprechend der Kurbelwinkelsignalperiode T mit tels der Gleichung

D = K₁ · Cp/T

berechnet, wobei K einen Umrechungsfaktor zum Umrechnen des Er regungsperiodenfaktors D in eine vorbestimmte Drehzahl darstellt. Bezeichnet man die Erregungsperioden in der Kurbelwinkelsignal periode T mit t₁ und t₂, berechnet sich der Erregungsperioden faktor D zu

D α (t₁ + t₂)/T.

Dieser Wert entspricht dem Erregungsstromfluß durch die Feld wicklung 11 und, wie noch verständlich wird, es wird ein Verlauf gemäß Fig. 4(d) errreicht. In der vorstehend beschriebenen Art und Weise ist die Kurbelwinkelsignal-Unterbrechungsroutine nach Fig. 5 vollendet.

Daraufhin bestimmen die ersten Korrekturmittel 5 N die Korrektur größe entsprechend dem Erregungsperiodenfaktor D in einer Routine gemäß Fig. 6. Zunächst wird mittels des Diagramms gemäß Fig. 7 in Schritt S 61 der Strom I entsprechend dem Erregungsperioden faktor D ermittelt. Das Verhältnis D-I ist in Fig. 7 gezeigt. Dieser Wert von I entspricht dem Ausgangsstrom des Generators 1. Die Beziehung D-I verändert sich mit der Maschinendrehzahl Ne als Parameter, weil D dem Erregerstrom in der Feldwicklung 11 ent spricht, während I dem Ausgangsstrom des Generators 1 entspricht. Demnach ist das Ausgangssignal des Generators 1 durch die Größe des Erregerstroms und die Drehzahl der Maschine gegeben. In Schritt S 62 wird sodann die Korrekturgröße P entsprechend I _E gemäß der Beziehung zwischen dem Generatorausgangsstrom I _E und der Korrekturgröße P _E ermittelt. Der Datensatz gemäß Fig. 8 gibt die Korrekturgröße entsprechend der elektrischen Laststeigerung für den Generatorausgang I _E in Abwesenheit einer elektrischen Last als Null-Korrekturgröße an. In Schritt S 63 wird die Korrek turgröße P, die aus Fig. 7 gewonnen worden ist, der Basis-Korrek turgröße P zuaddiert, um die endgültige Ansaugluftzufuhrmenge zu überwachen. Mit anderen Worten wird die Ansaugluftzufuhrmenge zur Überwachung der Maschinendrehzahl entsprechend der Korrekturgröße P erhöht.

Die vorstehende Beschreibung betrifft die Erfassung der Erregungs periode für jede vorbestimmte Periode mittels der Erregungs periodenerfassungsmittel 5 T und des Betriebs der ersten Korrek turmittel 5 N. Nachstehend sind die zweiten Korrekturmittel 5 L erläutert. Es ist herausgefunden worden, daß, dann, wenn die Er fassungsperiode für die Erregungsperiode für hohe Drehzahl bei einer festen vorbestimmten Kurbelwinkelperiode und bei hoher Drehzahl zugeordnet wird, bei welcher die Erfassungsperiode kurz ist, die erfaßte Größe Cp in der Erregungsperiode stark schwankt. Die Schwankungen sind in Fig. 9 gezeigt, welche den Zählwert Cp und den Erregungsperiodenfaktor D mit konstantem Erregerstrom und bei hoher Maschinendrehzahl zeigt. Mit Cp₁ und D₁ sind erfaßte Größen bezeichnet, und zwar für den Fall, daß die Erfassung für jede Kurbelwinkelsignalperiode erfolgt, während Cp₂ und D₂ erfaßte Größen für den Fall darstellen, daß die Erfassung für jedes zweite Kurbelwinkelsignal erfolgt. Die strichpunktierten Linien in der Zeichnung stellen durchschnittliche Erregungsperiodenfaktoren dar. Es ist der Zeichnung klar zu entnehmen, daß der Zählwert C und der Erregungsperiodenfaktor D weniger schwanken, wenn sie alle zwei Kurbelwinkelsignalperioden erfaßt werden. Wenn jedoch die Kurbelwinkelperiode unnötig lang gewählt wird, ist die Er fassungsantwort verschlechtert. Inbesondere bei geringen Dreh zahlen treten Schwankungen in der Reaktionszeit bei der Ansaug luftzufuhrmenge in Bezug auf die elektrische Last auf. Aus diesem Grund wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels der zweiten Korrekturmittel 5 L eine vorbestimmte Kurbelwinkelperiode ent sprechend der Maschinendrehzahl verändert, wodurch eine sehr genau erfaßte Größe gewonnen wird und eine zufriedenstellende Reaktionscharakteristik für alle Maschinendrehzahlen erreicht werden kann.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Kurbelwinkel-Unter berechungsroutine, um den Betrieb der zweiten Korrekturmittel 5 L zu erläutern. In diesem Ausführungsbeispiel werden der Zählwert Cp und der Erregungsperiodenfaktor D für alle zwei Kurbelwinkel signalperioden bei einer vorbestimmten Maschinendrehzahl erfaßt. Die Schritte S 51 bis S 54 in Fig. 10 beinhalten dasselbe wie die Schritte gleicher Benennung in Fig. 5. In Schritt S 101 erfolgt eine Flaggenumkehr. Die Flagge dient zum Erfassen des Zählwertes Cp und des Erregungsperiodenfaktors D immer dann, wenn in Schritt S 103 eine Flagge erfaßt wird. In Schritt S 53 wird die Kurbel signalperiode T in der gleichen Weise gemessen, wie gemäß Fig. 5. In Schritt S 102 wird die vorbestimmte Maschinendrehzahl aus der in Schritt S 53 gemessenen Kurbelwinkelsignalperiode T be stimmt. Wenn die Periode T kürzer als ein vorbestimmter Wert ( α ) ist, d. h. wenn die Drehzahl der Maschine hoch ist, wird Schritt S 103 ausgeführt. Wenn die Periode T länger als ( a ) ist, d. h. wenn die Drehzahl gering ist, werden die Schritte S 103 und S 104 über schlagen und es wird Schritt S 51 ausgeführt. Schritt S 103 ist ein Prüfschritt zum Lesen des Zählwertes Cp und zum Berechnen der Erregungsperiode für alle zwei Perioden in Bezug auf die in Schritt S 101 invertierte Flagge. Ist die Flagge "0" werden die nachfolgenden Schritte S 104, S 51, S 52 und S 54 übersprungen und die Unterbrechungsroutine ist vollendet. Ist die Flagge "1", wird als nächstes der Schritt S 104 ausgeführt. In Schritt S 104 wird die in Schritt S 53 gemessene Kurbelwinkelsignalperiode T ver doppelt, um die erfaßte Periode T zu erhalten, welche bei der Berechnung der Erregungsperiode in Schritt S 54 gebraucht wird. Die Schritte S 51 und S 54 beinhaltet dasselbe wie die Schritte gleicher Benennung in Fig. 5. Wenn die Drehzahl hoch ist, werden das Lesen des Zählwertes Cp und die Berechnung des Erregungs periodenfaktors D für jede Kurbelwinkelsignalperiode ausgeführt. Wenn die Drehzahl niedrig ist, werden diese Vorgänge alle zwei Kurbelwinkelsignalperioden ausgeführt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nur einmal in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geschaltet. Es ist jedoch möglich mehrmals zu schalten.

Wie oben gezeigt worden ist, wird die Erregungsperiode der Schalt einrichtung zur Überwachung des Feldstroms in dem Generator gemäß der Erfindung mittels der Erregungsperiodenerfassungsmittel 5 T erfaßt und die entsprechend der Erregungsperiode festgesetzte Korrekturgröße wird mittels der ersten Korrekturmittel 5 N erhalten, wodurch die Drehzahl der Maschine korrigiert wird. Es ist daher möglich, Schwankungen der Maschinendrehzahl infolge der Zunahme elektrischer Lasten genau und früh zu bestimmen und auch ein Absinken der Drehzahl der Maschine sowie ein Abwürgen der Maschine infolge von Reaktionsverzögerungen zu vermeiden. Darüber hinaus ist der Aufbau einfach. Da die Ausgangssignalphase des Generators mit der Phase der Maschinendrehung synchronisiert ist, ist darüber hinaus die Korrekturgröße auf der Grundlage der Er regungsperiode in jeder vorbestimmten Kurbelperiode bestimmt. Dadurch kann die sehr akkurat erfaßte Größe stabil gehalten werden. Da die zweiten Korrekturmittel die vorbestimmte Kurbelperiode entsprechend der Maschinendrehzahl ändern, ist es ferner möglich, sehr genau die erfaßte Größe von Lastschwankungen mit zufrieden stellender Reaktion zu erhalten.

Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 16 erläutert. Fig. 11 zeigt den Aufbau dieses Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Überwachung der Maschinenleerlaufdrehzahl. Mit 1 ist ein Generator bezeichnet, mit 2 eine Schalteinrichtung zum Überwachen des Er regerstroms in einer Feldwicklung 11, mit 3 ein Maschinenschalter und mit 4 eine an einem Fahrzeug angebrachte Batterie. Der Generator 1 umfaßt Y-artig verschaltete Dioden 12 und 14 zum Gleich richten der dreiphasigen Wechselstrom-Ausgangssignale der Anker wicklung 10, der Feldwicklung 11 und der Ankerwicklung 10. Die Schalteinrichtung 2 umfaßt eine Spannungserfassungsschaltung 21 zum Erfassen der Spannung der Batterie 4, ein Halbleiter-Schalt element 22, das in Serie mit der Feldwicklung 11 verschaltet ist und mittels des Ausgangssignales der Spannungserfassungsschaltung 21 leitend gemacht wird, wenn die Spannung der Batterie 4 einen vorbestimmten Wert unterschreitet, und eine Diode 23 zum kommutieren des Erregerstroms, der durch die Feldwicklung 11 fließt, wenn das Halbleiterschaltelement 22 nicht-leitend gemacht ist. Mit 5 ist eine Überwachungseinheit bezeichnet, die ein EIN/AUS-Signal an einem Verbindungspunkt zwischen der Feldwicklung 11 und dem Halbleiterschaltelement 22 (nachstehend als Erregersignal be zeichnet), ein Kurbelwinkelsignal, das synchron mit einem vorbe stimmten Kurbelwinkel der Maschine erzeugt wird, und ein Ausgangs signal eines Temperatursensors für das Maschinenkühlwasser (nicht gezeigt) empfängt, die Erregungsperiode der Feldwicklung 11 in einer vorbestimmten Kurbelwinkelperiode der Maschine (d. h. "EIN"- Periode des Halbleiterschaltelementes 22) und die Temperatur des Kühlwassers der Maschine erfaßt und die Steuergröße entsprechend dem Ergebnis der Erfassung berechnet. Die Überwachungseinheit umfaßt Erregungsperiodenerfassungsmittel 5 T sowie erste und zweite Korrekturmittel 5 N und 5 L. Mit 6 ist ein Solenoid für das Öffnen und Schließen eines elektromagnetischen Ventils 7 entsprechend dem Steuergrößenausgangssignal der Überwachungseinheit 5 bezeichnet. Ein Bypass 8 einer Drosselklappe in dem Luftansaugkanal 15 der Maschine wird zusammen mit dem elektromagnetischen Ventil 7 geöffnet und geschlossen. Mit 5 M sind dritte Korrekturmittel zum Überwachen der Drehzahl der Maschine bezeichnet. Bezugszahl 20 bezeichnet Temperaturerfassungsmittel zum erfassen der Temperatur des Generators entweder direkt oder indirekt. In diesem Ausfüh rungsbeispiel umfassen die Mittel 20 einen Sensor zum Erfassen der Temperatur des Maschinenkühlwassers zum indirekten Erfassen der Generatortemperatur.

Nachstehend ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erläutert. Der Generator 1 wird von der Maschine angetrieben, um die Batterie 4 zu laden. Die Schalteinrichtung 2 überwacht den Erregerstrom durch Überwachung der Erregungsperiode der Feldwicklung 11, so daß die erzeugte Spannung des Generators 1 oder die Spannung der Batterie 4 einen vorbestimmten Wert an nehmen. Fig. 12 zeigt Einzelheiten der Überwachungseinrichtung 5. Mit 51 ist ein Pulsgenerator zur Erzeugung von Pulssignalen A mit einer vorbestimmten Frequenz bezeichnet [Fig. 3(c)]. Das Puls signal A wird über einen Widerstand 52 einem Zähler 53 zugeführt. Gleichzeitig wird das Eingangssignal mittels eines Transistors 54 für eine nicht-leitende Periode des Erregungssignals gemäß Fig. 3(b) maskiert und das so erhaltene Signal B gemäß 3(d) wird dem Zähler 53 zugeführt. Der Zähler 53 zählt das Signal B aus und gibt Zählwerte C gemäß Fig. 3(e) an eine CPU 55. Die CPU 55 liest einen Zählwert Cp immer dann aus, wenn das Kurbelwinkel signal gemäß Fig. 3(a) erzeugt wird (d. h. bei jeder steigenden Flanke in diesem Ausführungsbeispiel) und sie initialisiert den Zähler 53 durch Abgeben eines Initialisierungssignals R [Fig. 3(f)]. Wegen der obigen Arbeitsweise entspricht der von der CPU 55 ausgelesene Zählwert Cp der Erregungsperiode für jede vorbe stimmte Kurbelwinkelperiode.

Die CPU 55 liest die Kühlwassertemperaturdaten aus und errechnet eine Steuergröße zum Steuern der Ansaugluftzuführmenge aus dem Zählwert Cp für die Kühlwassertemperatur der Maschine und dem Kurbelwinkelsignal. Nachstehend ist der Betrieb beschrieben. Die Routine gemäß Fig. 13 wird wiederholt entsprechend einem Steuer programm ausgeführt. Wenn ein Kurbelwinkelsignal während der Ausführung erzeugt wird, wird die Routine gemäß Fig. 13 gestoppt und eine Kurbelwinkelsignal-Unterbrechungsroutine wird ausgeführt. In Schritt S 51 wird der Zählwert Cp ausgelesen und in Schritt S 52 wird ein extern vorgesehener Zähler 53 initialisiert. Genauer gesagt wird der von der CPU 55 ausgelesene Zählwert Cp für jedes Kurbelwinkelsignal aktualisiert. Sodann wird in Schritt S 53 die Kurbelwinkelsignalperiode T gemessen und in Schritt S 54 wird ein Erregungsperiodenfaktor D entsprechend der Kurbelwinkelsignal periode T mittels der Gleichung

D = K₁ · Cp/T

gewonnen, wobei K₁ einen Umrechungsfaktor zum Umrechnen des Erregungsperiodenfaktors D in eine vorbestimmte Größe darstellt. Das heißt daß der Erregungsperiodenfaktor D dem Erregerstrom, der durch die Feldwicklung 11 fließt, entspricht. In der beschriebenen Art und Weise ist die Kurbelwinkelsignal-Unterbrechungsroutine gemäß Fig. 5 vollendet.

Als nächstes wird in der Routine gemäß Fig. 13 I _E aus der Bezie hung zwischen dem Erregungsperiodenfaktor D und I _E gemäß Fig. 14 ermittelt. Der Wert von I _E entspricht dem Ausgangsstrom des Gene rators 1 bei ausreichend warmgelaufener Maschine, d. h. bei aus reichend warmgelaufenem Generator 1. Die Beziehung D-I _E ergibt sich aus der Maschinendrehzahl N, wobei D dem Erregerstrom in der Feldwicklung 11 entspricht, während I _E dem Ausgangsstrom des Generators 1 entspricht. Mit anderen Worten ist das Ausgangssignal des Generators 1 von der Größe des Erregungsstromes und der Drehzahl der Maschine bestimmt. In Schritt S 162 wird die Standard korrekturgröße P _E bei ausreichend warmgelaufenem Generator 1 entsprechend dem Ausgangsstrom I _E des Generators aus der Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom I _E des Generators und der Korrektur größe P gemäß Fig. 15 ermittelt. Der Datensatz in Fig. 15 ersetzt die Korrekturgröße, welche einer Steigerung der elektrischen Last entspricht, an dem Punkt des Ausgangsstroms I _EO des Generators in Abwesenheit einer elektrischen Last zu der Null-Korrekturgröße. In Schritt S 163 werden Kühlwasserdaten W _T der Maschine ausgelesen und in Schritt S 164 wird ein Korrekturkoeffizient K _ET entsprechend der Kühlwassertemperatur W _T der Maschine mittels einer Tabelle mit der Kühlwassertemperatur W _T und dem Korrekturkoeffizient K _ET gemäß Fig. 16 ermittelt. In Schritt S 165 wird die Korrekturgröße P _E mit dem Korrekturkoeffizienten K _ET multipliziert. Der Korrek turkoeffizient K _ET ist 1,0 für eine Kühlwassertemperatur der Maschine bei ausreichend warmgelaufener Maschine, d. h. bei aus reichend warmgelaufenem Generator 1. Wenn die Kühlwassertemperatur, d. h. die Temperatur des Generators 1 niedriger ist, steigt der Korrekturkoeffizient K _ET und ändert die Korrekturgröße P _E. Wenn jedoch die Kühlwassertemperatur der Maschine, d. h. die Tem peratur des Generators 1 höher als in warmgelaufenem Zustand ist, wird der Korrekturkoeffizient K _ET abgesenkt, um zu verhindern, daß die Korrekturgröße P _E zu groß wird. Somit stellt das Produkt P _E der Korrekturgröße P _E und des Korrekturkoeffizienten K _ET eine Steuergröße dar, welche der elektrischen Last zu jeder Zeit ent spricht, unabhängig von der Temperatur des Generators 1. In Schritt S 166 wird die grundlegende Steuergröße P _E für die Ansaug luftzuführmenge P _ET zuaddiert, um die endgültige Steuergröße P _E zu erhalten. Auf diese Weise wird die Ansaugluftzuführmenge ent sprechend P _ET erhöht.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird der Korrekturkoeffizient K _ET entsprechend der Kühlwassertemperatur ermittelt. Dieselben Ergebnisse können jedoch dadurch erzielt werden, daß der Korrek turkoeffizient K _ET durch indirektes Erfassen der Generatortemperatur ermittelt wird. Während die Korrekturgröße P _ET mit dem Korrek turkoeffizienten K _ET multipliziert wird, können darüber hinaus dieselben Resultate dadurch erzielt werden, daß P _ET durch Multi plizieren der Erregungsperiode des Erregungsperiodenfaktors D mit dem Korrekturkoeffizienten K _ET erhalten wird.

Im allgemeinen schwankt die Erregungsperiode entsprechend der Generatortemperatur. Bei fester elektrischer Last steigt die Erregungsperiode mit steigender Generatortemperatur. Die mittels der Erregungsperiode festgelegte Steuergröße übersteigt somit die erforderliche Steuergröße, so daß die Maschinendrehzahl steigt. Ebenso fällt die Erregungsperiode mit fallender Generatortemperatur bei fester elektrischer Last, so daß die entsprechend der Erregungsperiode festgelegte Steuergröße kleiner ist als die erforderliche Steuergröße, so daß die Maschinendrehzahl sinkt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuergröße zum Überwachen der Maschinendrehzahl entsprechend der Erregungsperiode des Gene rators bestimmt und die Steuergröße wird entsprechend der Genera tortemperatur korrigiert. Demnach kann die Erregungsperiode, welche entsprechend der Generatortemperatur schwankt, genau korri giert werden, wodurch eine genaue Bestimmung der Steuergröße und eine genaue Überwachung der Maschinendrehzahl möglich ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Generator
2 Schalteinrichtung
3 Maschinenschalter
4 Batterie
5 Überwachungseinheit
5 L erste Korrekturmittel
5 N zweite Korrekturmittel
5 M dritte Korrekturmittel
5 T Erregungsperiodenerfassungsmittel
6 Solenoid
7 elektromagnetisches Ventil
8 Bypass
9 Drosselklappe
10 Ankerwicklung
11 Erregerwicklung
12 Diode
13 Diode
14 Diode
15 Einlaßkanal
21 Spannungserfassungsschaltung
22 Halbleiterschaltelement
23 Diode
51 Pulsgenerator
52 Widerstand
53 Zähler
54 Transistor
120 Kühlwassertemperatursensor

Claims

1. Vorrichtung zum Überwachen der Leerlaufdrehzahl einer Maschine, mit einem Generator (1), der von der Maschine zum Laden einer Batterie (4) betrieben ist, mit einer Schalteinrichtung (2) zum Überwachen des Erregerstroms durch Überwachung des Erregerstromes der Feldwicklung (11) des Generators (1) so, daß die von dem Generator (1) erzeugte Spannung und die Spannung der Batterie (4) vorbestimmte Werte annehmen, und mit Mitteln (5) zum Überwachen der Maschinendrehzahl, gekennzeichnet durch Erregungsperiodenerfassungsmittel (5 T) zum Erfassen der Erregungsperiode in jeder vorbestimmten Kurbel winkelperiode der Maschine, erste Korrekturmittel (5 N) zum Korrigieren der Steuergröße zum Steuern der Drehzahl der Maschine entsprechend dem Ausgangssignal der Erregungsperiodenerfassungsmittel (5 T) und zweite Korrekturmittel (5 L) zum Verändern der vorbestimmten Kurbelwinkelperiode entsprechend der Drehzahl der Maschine.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Maschine durch Öffnen und Schließen eines Bypasses (8) einer Drosselklappe (9) in einem Einlaßkanal (15) der Maschine überwacht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) Y-artig verschaltete Ankerwicklungen (10) und Dioden (12 bis 14) zum Gleich richten dreiphasiger Wechselstrom-Ausgangssignale der Ankerwicklungen (10) umfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (2) eine Spannungserfassungsschaltung (21) zum Erfassen der Spannung der Batterie (4) und ein Halbleiterschal tungselement (22) umfaßt, das mittels des Ausgangssignals der Spannungserfassungsschaltung (21) leitend gemacht wird, wenn die Spannung der Batterie (4) unter halb eines vorbestimmten Wertes liegt.

5. Vorrichtung zum Überwachen der Leerlaufdrehzahl einer Maschine mit einem Generator (1), der von der Maschine zum Laden einer Batterie (4) betrieben wird, mit einer Schalteinrichtung (2) zum Überwachen des Erregerstromes in der Feldwicklung (11) des Generators (1) durch Überwachen der Erregungsperiode der Feldwicklung (11) so, daß die von dem Generator (1) erzeugte Spannung oder die Spannung der Batterie (4) einen vorbestimmten Wert annimmt, und mit Überwachungsmitteln (5) für die Maschinendrehzahl, gekennzeichnet durch Erregungs periodenerfassungsmittel (5 T) zum Erfassen der Er regungsperiode in jeder vorbestimmten Kurbelwinkelperiode der Maschine, erste Korrekturmittel (5 N) zum Korrigieren der Maschinendrehzahl entsprechend dem Ausgangs signal der Erregungsperiodenerfassungsmittel (5 T), zweite Korrekturmittel (5 L) zum Verändern der vorbe stimmten Kurbelwinkelperiode entsprechend der Maschi nendrehzahl, Temperaturerfassungsmittel (20) zur Er fassen der Temperatur des Generators (1) direkt oder indirekt, und dritte Korrekturmittel (5 M) zum Korrigieren der Maschinendrehzahl entsprechend dem Ausgangs signal der Temperaturerfassungsmittel (20).