專利名稱：用于在機動車的起動階段期間使機動車發(fā)電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在機動車的起動階段期間使機動車發(fā)電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置。
背景技術：
已知借助于發(fā)電機調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓。發(fā)電機的輸出電壓取決于多個影響值或者說參數(shù)(Einflufigdfien)，轉(zhuǎn)速、車載電氣網(wǎng)絡中的電負荷、起動器電池的充電狀態(tài)和溫度屬于所述影響值。為了在車載電氣網(wǎng)絡中產(chǎn)生恒定電壓，發(fā)電機調(diào)節(jié)器對在預先給定限度之內(nèi)的發(fā)電機輸出電壓進行調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)通過流過發(fā)電機的勵磁繞組的勵磁電流的調(diào)整來實現(xiàn)。為了調(diào)整勵磁電流，對用于開關晶體管的、由調(diào)節(jié)器控制裝置提供的PWM觸發(fā)信號(脈沖寬度調(diào)制觸發(fā)信號)的占空因數(shù)(Tastveri^ltnis)進行改變。在將高側(cè)晶體管用作發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開關晶體管時，勵磁電流由直流電壓供給接線B+接收并且通過晶體管輸送給勵磁繞組。勵磁繞組的第二接線與接地線連接。在發(fā)電機的相電壓接線U、V和W上產(chǎn)生的交流電壓在具有多個支路的整流器裝置中整流，并且被提供給機動車的車載電氣網(wǎng)絡，以及也被引導至發(fā)電機調(diào)節(jié)器的所述直流電壓供給接線。此外，發(fā)電機調(diào)節(jié)器也與發(fā)電機的相電壓接線中的至少一個相電壓接線相連接，以便對發(fā)電機的相電壓的至少一個相電壓進行評估。發(fā)電機調(diào)節(jié)器具有調(diào)節(jié)器控制裝置，該調(diào)節(jié)器控制裝置提供了用于發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開關晶體管的開關信號并且為該調(diào)節(jié)器控制裝置輸送了施加在直流電壓供給接線B+上的直流電壓以及發(fā)電機的相電壓的至少一個相電壓作為輸入信號。已知在馬達起動時借助于發(fā)電機調(diào)節(jié)器產(chǎn)生具有預先給定的固定的占空因數(shù)的PWM觸發(fā)信號，以便提供勵磁電流。這是為了能夠在馬達起動時確保安全的轉(zhuǎn)速檢測的前提條件。所述的占空因數(shù)以下述方式選擇馬達起動可以在所有的溫度范圍內(nèi)借助于轉(zhuǎn)速檢測通過至少一個相電壓而安全地識別。相電壓在此必須具有足夠大的振幅。相電壓的振幅與勵磁電流相關并且進而在固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)時也與溫度相關，通過該溫度影響了設置在勵磁電路中的歐姆電阻。為了在所有溫度情況下確保在馬達起動階段中的可靠的轉(zhuǎn)速評估，占空因數(shù)在停止狀態(tài)中必須與不利的條件相應地進行調(diào)節(jié)。但是這導致了，在存在更有利的工作點時，如其例如在較低溫度情況下存在，在固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)時得出了與可能必需的情況相比較大的勵磁電流和進而從車輛電池中的較大的電流消耗。由DE 69213538 T2已知一種監(jiān)控電路，其用于為在車輛中的電池再充電的裝置，該監(jiān)控電路在機動車停車或者馬達斷開時防止較高的電流消耗。所述的監(jiān)控電路包含傳感元件級(FUhlerstufe)，其提供一個信號，該信號顯示出在磁場線圈中流動的電流。通過磁場線圈的觸發(fā)晶體管的電流以下述方式進行調(diào)節(jié)存在第一或第二運行模式。當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速處于預先給定的水平之下時則導入第一運行模式，在該第一運行模式內(nèi)具有較低平均值的峰值電流在磁場線圈中流動。當發(fā)電機的轉(zhuǎn)速大于預先給定的水平時則導入第二運行模式，在該第二運行模式中具有較高平均值的峰值電流在磁場線圈中流動。在已知的監(jiān)控電路中，因此與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相關地來改變流過磁場線圈的電流。

發(fā)明內(nèi)容
因此根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)點在于，在馬達起動時在車輛停止狀態(tài)中和發(fā)電機停止狀態(tài)中，從電池中的最大電流消耗被限制或者說降低，并且盡管如此仍在完整的溫度范圍中確保了足夠的勵磁，以用于借助對機動車發(fā)電機的相電壓之一的評估來可靠地識別出馬達起動。這意味著，在狀態(tài)“停止周期”內(nèi)，限制或者說降低了調(diào)節(jié)器/發(fā)電機從電池中的電流消耗，在該狀態(tài)中機動車的馬達處于停止階段中，但是發(fā)電機調(diào)節(jié)器是激活的。這根據(jù)權利要求1基本上由此實現(xiàn)，使得調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號的器件，該第一觸發(fā)信號具有預先給定的固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)(Tastveri^ltnis)；用于提供第二觸發(fā)信號的器件，該第二觸發(fā)信號具有與勵磁電流相關的占空因數(shù)；和用于選擇出具有所述兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件。


本發(fā)明的其它有利的特性由其下面的根據(jù)附圖的說明中得出。圖中示出圖1示出了根據(jù)用于本發(fā)明的實施例的發(fā)電機裝置的電路圖，和
圖2示出了在圖1中示出的發(fā)電機調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器控制裝置的詳細視圖。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)用于本發(fā)明的實施例的發(fā)電機裝置的電路圖。示出的發(fā)電機裝置11具有發(fā)電機調(diào)節(jié)器1和發(fā)電機單元10，該發(fā)電機單元在其輸出端上提供了用于機動車的車載電氣網(wǎng)絡12的供電直流電壓。發(fā)電機單元10具有發(fā)電機2和整流器裝置9。發(fā)電機2包含勵磁繞組5和相繞組Lu^Lvaff,它們例如以星形連接的形式相互連接。發(fā)電機2在其相電壓接線U、V和W上提供了交流電壓，該交流電壓被輸送給后置的整流器裝置9。相對于所示出的實施例可替代地，也可以存在其它數(shù)量的相位或者說相電壓接線。整流器裝置9相應于相支線的數(shù)量包括三個支路，其中每個支路具有兩個二極管的串聯(lián)電路或者其它合適的組件并且配屬于發(fā)電機的相電壓接線之一。發(fā)電機2的相電壓接線U與在第一整流器支路的二極管Dl和D4之間的連接點相連接。發(fā)電機2的相電壓接線V連接到在第二整流器支路的二極管D2和D5之間的連接點上。發(fā)電機2的相電壓接線W與在第三整流器支路的二極管D3和D6之間的連接點相連接。二極管D4、D5和D6的陰極相互連接。在那里提供了發(fā)電機單元10的輸出直流電壓并且傳輸給車載電氣網(wǎng)絡12。二極管D1、D2和D3的陽極同樣也相互連接并且處于接地線上。此外，發(fā)電機2的相電壓接線W還通過發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的接線X與發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的調(diào)節(jié)器控制裝置7相連接并且通過電阻R3以及發(fā)電機調(diào)節(jié)器的接地線連接部3與接地線4相連接。發(fā)電機調(diào)節(jié)器1具有工作電壓接線B+以及其它的接線DF、D_和X。此外，發(fā)電機調(diào)節(jié)器包含調(diào)節(jié)器控制裝置7。調(diào)節(jié)器控制裝置7被設計用于，為具有開關晶體管的輸出級6提供PWM觸發(fā)信號。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7還與工作電壓接線B+相連接并且通過接地線連接部3與接地線4連接。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7與發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的接線X相連接，以便接收由發(fā)電機2的相電壓接線W導出的相電壓信號。此外，圖1中示出的裝置具有勵磁電路。該勵磁電路從發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的工作電壓接線B+經(jīng)過發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開關晶體管6、發(fā)電機調(diào)節(jié)器的接線DF、勵磁繞組5、發(fā)電機調(diào)節(jié)器的接線D和接地線連接部3向接地線4延伸。在發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的接線D-和DF之間或者連接了自振蕩二極管8或者應用了具有開關晶體管的激活的空程(Freilauf)。與工作電壓接線B+連接并且通過接線X與發(fā)電機2的相電壓接線W連接的調(diào)節(jié)器控制裝置7利用觸發(fā)信號s以下述方式觸發(fā)開關6 勵磁電流流過勵磁繞組5，該勵磁電流不僅與存在于工作電壓接線B+上的直流電壓相關以及還與其通過接線X輸送的相電壓相關。圖2示出了調(diào)節(jié)器控制裝置7的一部分的詳細視圖。調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號si的器件13，該第一觸發(fā)信號具有預先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)。相應于該預先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)的數(shù)據(jù)優(yōu)選地在制造發(fā)電機調(diào)節(jié)器時在工廠中永久性地存儲在器件13中，該器件包含永久性的存儲器。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7具有用于提供第二觸發(fā)信號s2的器件14，該第二觸發(fā)信號具有與勵磁電流IE相關的占空因數(shù)。用于提供第二觸發(fā)信號s2的器件14包括計算單元，該計算單元查明與勵磁電流相關的第二觸發(fā)信號s2。關于勵磁電流的信息從用于測量勵磁電流的器件16輸送給計算單元，該器件與計算單元相連接。器件16例如是指測量電阻，該測量電阻與勵磁線圈5連接并且在該測量電阻上相應于勵磁電流的電壓下降。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7包括用于選擇出具有兩個前述占空因數(shù)中的較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件15。該器件15包括比較器，該比較器與用于提供第一觸發(fā)信號si的器件13以及用于提供第二觸發(fā)信號s2的器件14相連接，并且該比較器在輸出側(cè)提供了具有兩個前述占空因數(shù)中的較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號S。觸發(fā)信號s被輸送給在圖1中示出的輸出級6，該輸出級具有開關晶體管。器件15的所述比較器優(yōu)選地是計算單元的組成部分，此外還通過接線B+將工作電壓輸送給該計算單元，并且該計算單元通過接線X與發(fā)電機2的相電壓接線W相連接。該計算單元也在起動過程結束之后被設計用于查明用于發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的輸出級6的觸發(fā)信號s，其中計算單元在查明觸發(fā)信號s的情況下考慮到工作電壓和相電壓。按照前述，根據(jù)本發(fā)明的裝置確保了，在機動車的馬達起動時在所有溫度范圍內(nèi)可以通過相電壓實現(xiàn)轉(zhuǎn)速檢測。為了這個目的，調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供第一觸發(fā)信號si的器件，該第一觸發(fā)信號具有預先給定的、固定調(diào)節(jié)的、永久性地存儲在調(diào)節(jié)器控制裝置的存儲器中的占空因數(shù)；用于提供第二觸發(fā)信號s2的器件，該第二觸發(fā)信號具有與勵磁電流相關的占空因數(shù)；和用于選擇出具有兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件。這個具有兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號s在馬達起動時、也就是說在馬達的停止狀態(tài)階段內(nèi)在激活的調(diào)節(jié)器中被輸送給發(fā)電機調(diào)節(jié)器的輸出級。由此實現(xiàn)了，勵磁電流始終流過勵磁繞組，基于該勵磁電流提供了具有足夠用于評估相電壓的振幅的相電壓，其中該相電壓被輸送給調(diào)節(jié)器控制裝置7。在此確保了，在存在更有利的工作點時，其例如在溫度較低時存在，不再從電池中獲取比所需要的更多的電流。
該操作方式的優(yōu)點在于，在下述情況下由于非常高的溫度或者故障、例如由于勵磁電路中的中斷，可能會調(diào)節(jié)非常大的占空因數(shù)，而采用或者限制了預先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)。
權利要求
1.用于在機動車的起動階段期間使機動車發(fā)電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置，所述裝置具有-發(fā)電機單元(10)和-帶有調(diào)節(jié)器控制裝置(7)和輸出級(6)的發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)，其中，其中-所述調(diào)節(jié)器控制裝置(7)將具有占空因數(shù)的觸發(fā)信號輸送給所述輸出級(6)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器控制裝置(7)具有-用于提供第一觸發(fā)信號(si)的器件(13)，所述第一觸發(fā)信號具有預先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)，-用于提供第二觸發(fā)信號(s2)的器件(14)，所述第二觸發(fā)信號具有與勵磁電流相關的占空因數(shù)，和-用于選擇出具有所述兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件(15)，其作為觸發(fā)信號(s )被輸送給所述輸出級(6 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于測量勵磁電流的器件(I6 )，其與用于提供所述第二觸發(fā)信號的器件(14)相連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，用于提供所述第一觸發(fā)信號(si)的器件(13)具有永久性的存儲器，在所述存儲器中存儲了詳細說明預先給定的、固定調(diào)節(jié)的占空因數(shù)的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，用于提供所述第二觸發(fā)信號(s2)的器件(14)包括計算單元，所述計算單元查明與勵磁電流相關的所述第二觸發(fā)信號(s2)。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，用于選擇出具有所述兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件(15)包括比較器，所述比較器與用于提供所述第一觸發(fā)信號(si)的器件(13)以及用于提供所述第二觸發(fā)信號(s2)的器件(14)相連接，并且所述比較器在輸出側(cè)提供了具有所述兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號(S)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在機動車的起動階段期間使機動車發(fā)電機從電池中的電流消耗得以最小化的裝置，其具有發(fā)電機單元和發(fā)電機調(diào)節(jié)器。發(fā)電機調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器控制裝置，該調(diào)節(jié)器控制裝置具有用于提供具有固定地預先給定的占空因數(shù)的第一觸發(fā)信號的器件；用于提供具有與勵磁電流相關的占空因數(shù)的第二觸發(fā)信號的器件；和用于選擇出具有兩個占空因數(shù)中較小的占空因數(shù)的觸發(fā)信號的器件，其作為觸發(fā)信號被輸送給發(fā)電機調(diào)節(jié)器的輸出級。由此實現(xiàn)了，在確保了從電池中盡可能小的電流消耗的情況下檢測馬達起動并且起動用于為車載電氣網(wǎng)絡供電的發(fā)電機-/調(diào)節(jié)器。
文檔編號H02J7/14GK102598467SQ201080051866
公開日2012年7月18日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權日2009年11月17日
發(fā)明者A.米科, M.赫茨 申請人:羅伯特·博世有限公司