Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur Messung der Drehzahl eines Generators nach der Gattung des Hauptanspruchs.

In Kraftfahrzeugen werden zur Erzeugung der elektrischen Energie übli¬ cherweise Drehstromgeneratoren eingesetzt, die sich nach dem Anlauf des sie treibenden Motors selbst erregen. Damit diese Selbsterregung zuverlässig und sicher einsetzt, werden üblicherweise unmittelbar nach dem Starten des Motors des Kraftfahrzeuges Maßnahmen eingeleitet, die die Selbsterregung verbessern.

Eine gebräuchliche Methode besteht darin, die Ladekontrollampe zur Vorerregung des Generators zu verwenden. Dazu wird der Erregerwicklung über die Ladekontrollampe aus der Batterie im Startfall Energie zuge¬ führt. Eine andere Methode besteht darin, eine zusätzliche Leitung zwischen der Batterie und der Erregerwicklung des Generators anzubrin¬ gen und über diese Verbindung während des Startvorgangs einen zusätz¬ lichen Erregerstrom zu leiten.

Die genannten Maßnahmen sind beispielsweise aus der DE-OS 38 43 161 bzw. der entsprechenden US-PS 5 107 198 bekannt. Bei den bekannten Lösungen sind zusätzliche Mittel zur Erkennung des Starts des Motors erforderlich.

Bei Generator-Spannungsreglersystemen ist jedoch auch bekannt, zur Starterkennung die drehzahlabhängige Wechselspannung in einer Phasen¬ wicklung des Drehstromgenerators heranzuziehen. Es wird dabei im Span¬ nungsregler eine Spannungsmessung durchgeführt, bei der die Spannung zwischen der Phase und Masse gemessen wird und bei überschreiten eines Schwellwertes ein Start des Motors und damit eine beginnende Drehung des Drehstromgenerators erkannt wird.

Diese Art der Starterkennung hat den Nachteil, daß bei einer zu hohen Einschaltschwelle die Angehdrehzahl des Generators zu hoch wird und bei einer zu niedrigen Schwelle der Störabstand zu klein wird, so daß irrtümliche Starterkennungen erfolgen können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des An¬ spruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß entweder die Schwellen¬ spannung bei gleicher Angehdrehzahl erhöht werden kann, wodurch der Störabstand verbessert wird oder daß die Angehdrehzahl erniedrigt werden kann. Die Schwellenspannung ist dabei die Spannung, bei deren Überschreiten der Drehbeginn des Generators erkannt wird.

Erzielt wird dieser Vorteil, indem bei einem Generator mit in Stern¬ form geschalteten Phasenwicklungen die Spannung zwischen einer Phase und Masse ausgewertet wird, während eine andere Phasenwicklung über einen weiteren Widerstand auf Masse geschaltet wird. Durch diese Ma߬ nahme wird ein Spannungsteiler erhalten, der aus dem Eingangswider- stand des Spannungsmessers und dem zusätzlichen Widerstand besteht, wobei dieser Spannungsteiler an der verketteten Spannung zwischen den beiden Phasenwicklungen liegt. Diese verkettete Phasenspannung ist um einen Faktor "xrT größer als die Phasenspannung.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Schwellenspannung, bei deren Überschreiten der Drehbeginn des Generators erkannt wird, durch geeignete Wahl bzw. Variation des weiteren Widerstandes einfach eingestellt werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der zugehörigen Beschreibung erläutert. Es zeigt dabei Figur 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und in Figur 2 ist ein Ersatzschaltbild dargestellt, das die Zusammenhänge leichter er¬ kennen läßt.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Figur 1 ist ein Drehstromgenerator G mit den Phasenwicklungen U, W und V, die in einem gemeinsamen Mittelpunkt MP miteinander verbunden sind, dargestellt. Die Phasenwicklungen U, V und W sind über Anschlüs¬ se u, v, w mit den Dioden bzw. Zenerdioden der Gleichrichterbrücke GL verbunden.

Die Gleichrichterdioden GL sind über Anschlüsse B+ mit dem Pluspol der Batterie sowie über B- mit dem Minuspol der Batterie B bzw. Masse ver¬ bunden. Zwischen dem Mittelpunkt MP zwischen den Phasenwicklungen und B+ bzw. B- kann noch je eine weitere Diode bzw. Zenerdiode D7, D8 ge¬ schaltet sein. Die Dioden der Gleichrichterbrücke sind mit Dl bis D6 bezeichnet.

An den Phasenwicklungen U, V, W liegen die Spannungen Uu, Uv, Uw. Zwi¬ schen dem Anschluß u und Masse liegt die Spannung Uu, zwischen dem Mittelpunkt Mp und Masse liegt die Spannung UMp.

Zur Messung der Generatordrehzahl n ist zwischen den Anschluß v der Phasenwicklung V und Masse den Widerstand Rl geschaltet, an dem die Spannung Ul abfällt. Dieser Widerstand Rl ist der Innenwiderstand bzw. der Eingangswiderstnd einer Spannungserfassung S.

Aus der Spannung Ul, die eine drehzahlabhängige Wechselspannung ist, läßt sich die Drehzahl des Generators G bestimmen, indem beispielsweise die Periode der Wechselspannung ermittelt und daraus in bekannter Weise die Drehzahl berechnet wird. Durch Auswertung der Höhe der Spannung Ul und Vergleich mit einem Schwellwert US kann eine Drehung des Generators dann erkannt werden, wenn die Spannung Ul die Spannung US überschreitet.

Ein zusätzlicher Widerstand R2, an dem die Spannung U2 abfällt, ist zwischen den Anschluß w und Masse geschaltet. Dieser Widerstand ver¬ bessert die Spannungsauswertung an Rl wesentlich, so daß die Erken¬ nung, daß der Generator sich dreht, ebenfalls verbessert wird.

Die Widerstände Rl und R2 bzw. die Spannungserfassung S mit dem Innen¬ widerstand Rl sind beispielsweise Bestandteil des Spannungsreglers R. Die Auswertungen laufen üblicherweise ebenfalls im Spannungsregler R ab.

In Figur 2 ist ein Ersatzschaltbild mit den Spannungsquellen Uv und Uw dargestellt, dem die Spannungsverteilung bei einer Schaltung mit dem Widerstand R2 zu entnehmen ist. Die beiden Spannungsquellen ersetzen dabei die Phasenwicklungen V und W mit den Spannungen Uv und Uw.

Wird eine andere als die zur Drehzahlerfassung im Regler verwendete Phase des Generators über einen Widerstand R2 gegen Masse belastet, so liegt ein Spannungsteiler aus R2 und dem Eingangswiderstand Rl der Spannungs- bzw. Drehzahlerfassungsschaltung des Spannungsreglers an der verketteten Spannung Uvw des Generators, bei der im Ausführungsbeispiel gewählten Anordnung. Diese Spannung ist um den Faktor \r*3* größer als die Phasenspannung.

Da die auszuwertende Spannung um den Faktor " größer ist als eine der Phasenspannungen, liegt gegenüber der Drehzahlmessung mittels der Auswertung einer Phasenspannung ein größerer Spannungsbereich vor, der zur Bestimmung des Drehbeginns des Generators ausgenutzt werden kann.

Es kann damit der Spannungsgrenzwert, bei dessen Übersteigen eine Drehung des Generators erkannt wird in dem um V? vergrößerten Spannungsbereich erhöht werden, wodurch der Störabstand vergrößert wird und ein irrtümliches Erkennen, daß sich der Generator dreht, verringert wird.

Es kann aber auch mit einem relativ niedrigen Grenzwert gearbeitet werden, infolge der um ? erhöhten Spannung gegenüber der Auswertung mit einer Phasenspannung allein wird ein Drehen des Generators früher erkannt und die Erregung kann bereits früher eingeleitet werden, die sogenannte Angeh-Drehzahl des Generators ist dann gegenüber der Auswertung mit einer der Phasenspannungen ohne den zusätzlichen erfindungsgemäßen Widerstand geringer.

Durch Variation des Wertes von R2 kann am festen Eingangswiderstand Rl des Spannungsreglers eine beliebige Spannung gegen Masse eingestellt werden. Es kann damit die Schwellenspannung an Rl durch R2 verringert werden, so daß vom Spannungsregler bereits bei geringeren Generatordrehzahlen das Drehen des Generators dann erkannt wird, wenn die gemessene Spannung die Schwellenspannung übersteigt.

Nach dem Erkennen, daß der Generator sich dreht, ist auch der Start der Brennkraftmaschine erkannt und der Spannungsregler R kann direkt Maßnahmen einleiten, die eine Verbesserung der Vorerregung bewirken.