Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Fahrzeuggenerators

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Fahrzeuggenerators.

Stand der Technik

Es ist bereits bekannt, Regler für Kraftfahrzeuggeneratoren mit einem Temperatursensor zu versehen. Dieser Tempe- ratursensor ist beispielsweise auf einem ASIC des Reglers positioniert. Die gemessene Temperatur ist abhängig von den dort herrschenden Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Umgebungstemperatur, und dem Arbeitspunkt des Generators bzw. Reglers, beispielsweise des Auslastungsgra- des des Generators.

Die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur wird beispielsweise dazu verwendet, Grenztemperaturen zu überwachen, beispielsweise die maximale Betriebstempera- tur des ASICs. Wird die vorgegebene Grenztemperatur überschritten, dann reagiert der Regler in vorgegebener Weise. Beispielsweise verringert bzw. begrenzt er den Erregerstrom, um die Abgabeleistung des Generators zu reduzieren. Dieses Vorgehen bietet einen Schutz vor einer thermischen überlastung des ASICs.

Des Weiteren können auf entsprechende Weise weitere Komponenten des Reglers bzw. des Generators im Hinblick auf eine überhitzung überwacht werden, sofern eine Korrelati- on zu der im Bereich des ASICs gemessenen Temperatur besteht. Diese Einflussnahme des Reglers auf den Generator kann so weit gehen, dass die komplette Versorgung des

Bordnetzes deaktiviert wird, der Generator also keine Leistung mehr abgibt.

Aus der DE 38 43 163 C2 ist eine Vorrichtung zur Regelung eines Fahrzeug-Drehstrom-Generators bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine Gleichrichteranordnung und einen Spannungsregler auf, welcher zur Regelung der Ausgangsspannung des Generators vorgesehen ist. Der Spannungsregler enthält eine Schaltung, welche Mittel zur Temperaturerfassung aufweist, die mit einem Generatorbauteil oder der Gleichrichteranordnung thermisch gekoppelt sind. Der Fahrzeug-Drehstrom-Generator ist in einem übererregten Zustand betreibbar. Ab dem Erreichen einer ersten vorgegebenen Schwelle, die eine vorgebbare Temperatur oder eine erste vorgebbare Drehzahl ist, wird der Erregerstrom oder der Generatorstrom abgesenkt. Nach Erreichen einer zweiten vorgebbaren Schwelle, die die vorgebbare Temperatur oder eine zweite vorgebbare Drehzahl ist, wird der Erregerstrom oder der Generatorstrom wieder an- gehoben. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Temperaturmessung kann der Generator solange im übererregten Bereich betrieben werden, bis die Temperatur einen kritischen Wert erreicht. Durch das anschließende Reduzieren des Erregerstroms ist sichergestellt, dass die Temperatur des Generators bzw. des Reglers wieder absinkt.

Vorteile der Erfindung

Ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und eine Vorrichtung mit den im Anspruch 2 angegebenen Merkmalen weisen demgegenüber den Vorteil auf, dass bereits zu einem Zeitpunkt, bevor der Regler den Generator mit die Ausgangsleistung des Generators reduzierenden Ansteuersignalen beaufschlagt, ein externes Steuergerät durch definierte Aktionen, insbesondere eine Abschaltung von nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern, für eine Reduzierung der Ausgangsleistung des Generators sorgen kann. Auf diese Weise kann definiert auf eine detektierte

erhöhte Temperatur reagiert werden in dem Sinne, dass die Energieversorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher des Bordnetzes länger aufrechterhalten werden kann als beim Stand der Technik. Erst dann, wenn die gemessene Temperatur den zweiten vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet, ab welchem mit einer hitzebedingten Beschädigung oder Zerstörung von Bauteilen des Reglers und/oder des Generators gerechnet werden muss, reagiert der Regler mit einer Bereitstellung von die Ausgangsleis- tung des Generators reduzierenden Ansteuersignalen für den Generator.

Des Weiteren bietet sich eine Möglichkeit, applikationsabhängige Temperaturprofile einfach auszumessen, und zwar über die vom Temperatursensor bzw. Regler zur Verfügung gestellten Informationen eingeteilt in die folgenden drei Temperaturbereiche :

- Normaltemperatur,

- erhöhte Temperatur, - übertemperatur.

Unter erhöhter Temperatur wird dabei eine Temperatur verstanden, die höher ist als der erste vorgegebene Temperaturschwellenwert, aber niedriger als der zweite Tempera- turschwellenwert, bei dessen überschreiten mit einer Beschädigung von Bestandteilen des Reglers und/oder des Generators gerechnet werden muss. Unter übertemperatur wird eine Temperatur verstanden, die höher ist als der zweite vorgegebene Temperaturschwellenwert .

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Zeichnung.

Ze i chnung

Die Figur 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Regelung eines Fahrzeuggenerators, aus welcher die wesentlichen Merkmale der Erfindung ersichtlich sind.

Beschreibung

Die Figur 1 zeigt eine Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Regelung eines Fahrzeuggenerators.

Die gezeigte Vorrichtung weist einen Drehstromgenerator 1 auf, welcher eine Erregerspule, drei Phasenwicklungen und einen Gleichrichter enthält. Dieser Drehstromgenerator ist zur Versorgung des Bordnetzes 15 eines Fahrzeugs vorgesehen. Die Regelung der Ausgangsspannung des Generators 1 wird von einem Generatorregler 2 vorgenommen, welcher über einen Bürstenhalter 3 mit dem Generator 1 verbunden ist .

Der Generator 1 weist in üblicher Weise Klemmen D+, B+, DF und D- auf. Zum Bordnetz 15 gehören eine Fahrzeugbatterie 4, schaltbare Verbraucher 6 und eine Zündspule 5. Der Bürstenhalter 3 ist in üblicher Weise aufgebaut.

Der Generatorregler 2 weist einen ASIC 8 auf, welcher eine Rechen- und Steuereinheit in Form eines Mikrocomputers enthält. Des Weiteren ist auf dem ASIC 8 ein Temperatursensor 9 vorgesehen. Ferner ist der ASIC 8 mit einer Da- tenschnittstelle 13 versehen. Des Weiteren enthält der Generatorregler 2 einen Schalttransistor 10, eine Freilaufdiode 11, eine zwischen den Emitter und den Kollektor des Schalttransistors 10 geschaltete Diode 12 sowie Ausgangsanschlüsse D+, DF und D-. Die Hauptaufgabe des Gene- ratorreglers 2 besteht darin, im Betrieb der Vorrichtung Ansteuersignale für den Generator 1 bereitzustellen, so dass der Generator 1 eine jeweils geforderte Ausgangsleistung für die Verbraucher des Bordnetzes 15 liefert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt während des Betriebes der Vorrichtung die Regelung des Generators 1 wie folgt:

Die vom Temperatursensor 9 bereitgestellte Generatortemperatur wird im ASIC 8 mit einem ersten vorgegebenen Temperaturschwellenwert und einem zweiten vorgegebenen Temperaturschwellenwert verglichen. Der zweite Temperatur- Schwellenwert ist dabei größer gewählt als der erste Temperaturschwellenwert und entspricht einem Temperaturwert, bei dessen überschreiten mit einer Beschädigung von Komponenten des Generatorreglers 2 und/oder des Generators 1 gerechnet werden muss.

Unter Generatortemperatur wird dabei eine Temperatur verstanden, die an einer Komponente der Generatorvorrichtung erfasst wurde, beispielsweise am Generatorregler, am Gleichrichter, am Lagerschild des Generators oder an ei- ner anderen geeigneten Stelle der Generatorvorrichtung.

Wird beim durchgeführten Vergleich erkannt, dass die Generatortemperatur kleiner ist als der erste vorgegebene Temperaturschwellenwert, dann liegt Normalbetrieb vor und der Generatorregler 2 stellt dem Generator 1 in üblicher Weise Ansteuersignale zur Verfügung, um die Ausgangsleistung des Generators an den im Bordnetz vorliegenden Energiebedarf anzupassen.

Wird beim durchgeführten Vergleich hingegen erkannt, dass die Generatortemperatur größer ist als der erste vorgegebene Temperaturschwellenwert und kleiner als der zweite vorgegebene Temperaturschwellenwert, dann liegt ein Betrieb mit erhöhter Temperatur vor. In diesem Betrieb mit erhöhter Temperatur stellt der Generatorregler 2 dem Generator 1 weiterhin in üblicher Weise Ansteuersignale zur Verfügung, um die Ausgangsleistung des Generators an den im Bordnetz vorliegenden Energiebedarf anzupassen. Dar-

über hinaus stellt der ASIC 8 an seiner Datenschnittstelle 13 ein Meldesignal zu Verfügung, welches eine Information darüber enthält, dass die gemessene Generatortemperatur erhöht ist.

Dieses Meldesignal wird über eine Datenverbindung 14 an ein externes Steuergerät 7 übertragen. Das Steuergerät 7 ist dazu vorgesehen, als Reaktion auf dieses Meldesignal eines oder mehrere Steuersignale sl, s2, s3, s4 bereitzu- stellen. Mittels dieser Steuersignale werden nicht sicherheitsrelevante Verbraucher 6 abgeschaltet. Durch dieses Abschalten nicht sicherheitsrelevanter Verbraucher wird die vom Generator 1 geforderte Ausgangsleistung reduziert. Dies wiederum führt dazu, dass die Generatortem- peratur absinkt, bis wieder der Normalbetrieb herbeigeführt ist.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Abschaltung von nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern kann das Steuergerät 7 als Reaktion auf das Meldesignal auch Steuersignale bereitstellen, mittels welcher andere die Generatortemperatur reduzierende Maßnahmen eingeleitet werden. Ein Beispiel dafür ist die Zuschaltung eines Lüfters 16, wie es in der Figur 1 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist.

Wird beim durchgeführten Vergleich erkannt, dass die Generatortemperatur größer ist als der zweite vorgegebene Temperaturschwellenwert, dann liegt ein Betrieb bei über- temperatur vor, in welchem mit einer Beschädigung oder gar einer Zerstörung von Komponenten des Generatorreglers 2 und auch des Generators 1 gerechnet werden muss. Sobald dieser übertemperaturbetrieb detektiert wird, stellt der Generatorregler 2 ein die Abgabeleistung des Generators 1 reduzierendes Ansteuersignal für den Generator zur Verfügung. Dadurch wird die Abgabeleistung des Generators 1 reduziert, ohne dass es darauf ankommt, ob nicht sicherheitsrelevante Verbraucher zugeschaltet sind oder nicht.

Bei der vorliegenden Erfindung wird nach alledem bereits dann, wenn die gemessene Generatortemperatur einen vorgegebenen ersten Temperaturschwellenwert überschreitet, auf diesen noch nicht kritischen Temperaturanstieg reagiert, indem dieser Temperaturanstieg einem externen Steuergerät signalisiert wird. Dieses überprüft dann lange bevor unzulässig hohe Temperaturen auftreten, ob durch geeignete Gegenmaßnahmen, insbesondere durch eine Abschaltung nicht sicherheitsrelevanter Verbraucher und/oder die Zuschal- tung eines Lüfters, einem weiteren Temperaturanstieg entgegengewirkt werden kann. In diesem Fall können alle sicherheitsrelevanten Verbraucher weiterhin mit der von ihnen benötigten Energie versorgt werden.

Erst dann, wenn diese Gegenmaßnahmen nicht zum Erfolg führen und die Generatortemperatur den vorgegebenen zweiten Temperaturschwellenwert überschreitet, stellt der Generatorregler 2 dem Generator 1 Ansteuersignale zu Verfü- gung, aufgrund welcher die Ausgangsleistung des Generators 1 reduziert wird. Erst dann kann der Fall eintreten, dass die zur Versorgung sicherheitsrelevanter Verbraucher benötigte Energie nicht mehr vom Generator allein bereitgestellt werden kann.

Bei dieser Vorgehensweise kann die Energieversorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher eines Fahrzeugbordnetzes länger aufrechterhalten werden als bei bekannten Vorrichtungen .

Bei dem oben anhand der Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein dreiphasiger Generator gezeigt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung können aber auch andere Generatortypen verwendet werden, beispielsweise fünfphasige Generatoren, Generatoren mit einem Regler mit Highside-Endstufe, usw.