Gener atoranlacre

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Generatoranlage nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Die vom Generator ans Bordnetz gelieferte Spannung muß geregelt und an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden. Generatoranlagen mit Vorrichtungen zur Regelung der in ein Bordnetzsystem einzuspei¬ senden Generatorspannung sind bereits bekannt. Beispielsweise wird in der DE-OS 33 13 398 eine Vorrichtung zur Regelung eines Ladesy¬ stems für ein Kraftf hrzeug beschrieben, in der sowohl Betriebspara¬ meter als auch Ladesystemparameter in festgelegten Zeitabständen er¬ mittelt und ausgewertet werden. Die Betriebsparameter der Brenn¬ kraftmaschine sind insbesondere die Drehzahl und das Luft/Brenn¬ stoff-Verhältnis, die Ladesystemparamter sind Generatorstrom, Gene¬ ratorspannung, Batteriestrom und Batteriespannung.

Diese Vorrichtung zur Regelung des Ladesystems erfaßt jedoch noch nicht alle wesentlichen Parameter, weiterhin kann die Generatordreh¬ zahl nicht unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beein¬ flußt werden, wie es für eine optimale Regelung der Bordnetzspannung wünschenswert wäre.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Generatoranlage mit den kennzeichnenden Merk¬ malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Aus¬ werteschaltungsanordnung die für die Spannungsregelung wesentlichen Parameter der Brennkraftmaschine und des Bordnetzes erfaßt, sie un¬ ter Berücksichtigung intern abgespeicherter Kennfelddaten auswertet und damit eine optimal funktionstüchtige und umfassende Regelung der Generatoranlage ermöglicht.

Über einen zwischen die Brennkraftmaschine und den von der Brenn— kraftmaschine antreibbaren Generator geschalteter Zwischentrieb er¬ folgt eine optimale Drehzahlanpassung des Generators an die Span¬ nungserfordernisse des Bordnetzes.

Eine Aufteilung des Bordnetzes in einen Bereich mit spannungsunemp¬ findlichen Verbrauchern, einen Bereich mit spannungsempfindlichen Verbrauchern und einen Bereich mit eng tolerierter Verbraucherspan¬ nung, vorzugsweise für empfindliche Elektronik ermöglicht eine ein¬ fachere Spannungsregelung.

Durch die genannten Maßnahmen kann je nach gesetzter Priorität ent¬ weder das Geräusch der Generatoranlage dadurch minimiert werden, daß der Generator ständig in einem geeigneten Drehzahlbereich betrieben wird oder mit niedrigst möglichem Kraftstoffverbrauch mechanische in elektrische Energie umgewandelt werden, indem die Drehzahl des Gene¬ rators bei starker Belastung der Brennkraftmaschine und bei guter Spannungsversorgung von Batterie und Verbrauchern, über den Zwi¬ schentrieb verringert wird, ohne daß der Generator ganz von der

Brennkraftmaschine abgekoppelt wird. Bei Vollast und gleichzeitiger

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Generatoranlage möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Zeich¬ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Generatoranlage umfaßt den von einer Brenn¬ kraftmaschine 10 über einen elektronisch egelbaren Zwischentrieb 11 antreibbaren Generator 12, eine Auswerteschaltungsanordnung 13 und ein Bordnetzsystem 14, 15, 16, 17, 18, 19. Das Bordnetzsystem ist dreigeteilt und umfaßt einen Bereich mit geringen Anforderungen an die Konstanz der Spannung, der neben der Batterie 15 auph mit 14 an¬ gedeutete spannungsunempfindliche Verbraucher enthält, beispiels¬ weise eine Zusatzheizung. Ein Bereich des Bordnetzes mit spannungs- empfindlichen Bauelementen, beispielsweise Lampen, ist mit 17 symbo¬ lisiert, 19 symbolisiert den Teil des Bordnetzes, der die sehr span¬ nungsempfindlichen elektronischen Bauelemente enthält.

Getrennt sind die einzelnen Teile des Bordnetzes durch Spannungs¬ wandler 16 und 18, über die mittels der Auswerteschaltungsanordnung

eine exaktere Spannungsregelung der entsprechenden Bordnetzbereiche möglich ist.

Die Meßgrößen Brennkraftmaschinendrehzahl, Generatordrehzahl, Gene¬ ratorspannung, Generatorström, Bauteiltemperatur des Generators (z.B. Dioden, Lager, Wicklungen), Batteriespannung, Batteriestrom, Batterietemperatur und Verbraucherspannung werden mit Hilfe geeigne¬ ter Sensoren bzw. Meßinstrumente erfaßt und über die Leitungen 20 bis 29 an die Auswerteschaltungsanordnung weitergegeben. Dabei be¬ steht folgende Zuordnung:

Brennkraftmaschinendrehzahl: Leitung 20

Generatordrehzahl 21

Generatorspannung 22

Generatorstrom 23

Bauteiltemperatur des Generators 24

Batteriespannung 25

Batteriestrom „26

Batterietemperatur' 27

Verbraucherspannung für empfindliche Verbraucher 28

Verbraucherspannung für sehr empfindliche Verbraucher 29

In der Auswerteschaltungsanordnung werden die Meßgrößen abgespei¬ chert und ggf. für die Regelung der Generatoranlage verwendet.

Zur Optimierung des Betriebs der Generatoranlage kann über die Aus¬ werteschaltungsanordnung auf den elektronisch regelbaren Zwischen-

trieb, den Erregerstrom des Generators und die beiden Spannungs¬ wandler -im Bordnetz über die Leitungen 30, 31, 32 und 33 Einfluß genommen werden.

Die einzelnen Einflußgrößen müssen nicht alle gleichzeitig verarbei¬ tet werden. Je nach Systemauslegung kann eine beliebige Kombination verwendet werden. Dies gilt auch für die Steuergrößen.

Die Auswerteschaltungsanordnung enthält Kennfelder, deren Daten auf den Generatorwirkungsgrad, den Zwischentriebwirkungsgrad, die zuläs¬ sigen Bauteiltemperaturen, das Generatorgeräusch, die Batteriekenn¬ werte und auf die zulässige Verbraucherspannung abgestimmt sind. Die Kennfelder, die durch Versuche auf dem Prüfstand ermittelt werden, werden im Fahrzeug nach den vorgegebenen Kriterien Leistungsbedarf, Verbrauch, Abgas und Fahrverhalten optimiert. In der Auswerteschal¬ tungsanordnung werden aus den eingehenden Sensorinformationen unter Verwertung der zugehörigen gespeicherten Kennfelder die für die Re¬ gelung der Generatoranlage benötigten Ausgangsgrößen ermittelt. Da¬ bei kann festgelegt werden, wie die Prioritäten gesetzt werden, d.h. die Auswerteschaltungsanordnung kann das Übersetzungsverhältnis des Zwischentriebs so beeinflussen, daß bei ausreichender Spannuiigsver- sorgung für Batterie und Verbraucher beispielsweise der Gesamtwir¬ kungsgrad optimiert ist. Dabei wird mit niedrigst möglichem Kraft¬ stoffverbrauch mechanische Energie in elektrische Energie umgewan¬ delt. Mittels des Zwischentriebs kann die Generatorleistung bei starker Belastung der Brennkraftmaschine, beispielsweise beim Berg¬ auffahren oder bei Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit durch Verringe¬ rung der Generatordrehzahl vermindert werden und dadurch eine Ent-

lastung der Brennkraftmaschine erreicht werden, im Extremfall kann der Generator für die Zeit höchster Belastung der Brennkraftmaschine völlig von dieser abgekoppelt und damit stillgelegt werden.

Die Auswerteschaltungsanordnung kann sowohl am Gehäuse des Genera¬ tors befestigt werden als auch an einer vom Generator entfernten Stelle der Brennkraftmaschine eingebaut werden.

Durch die Beschränkung der Generatordrehzahl auf bestimmte Bereiche wird einerseits sichergestellt, daß die Geräuschentwicklung der Generatoranlage möglichst gering gehalten wird, andererseits kann eine zu starke Wärmeentwicklung vermieden werden» Aufgrund der ge¬ messenen Parameter können Fehler beispielsweise über Plausibilitäts- abfragen erkannt und ggf. auch angezeigt werden. Damit wird sicher¬ gestellt, daß zulässige Größen, beispielsweise die zulässigen Bau¬ teiltemperaturen nicht überschritten werden.