CN104011964B - 在激活连接到机动车车载电网上的多相交流发电机时提高发电机的励磁电流的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方面涉及一种用于在激活发电机时提高励磁电流的方法，通过控制器控制经整流的发电机电压。该控制器调节发电机励磁绕组的励磁电流以便控制发电机电压。另外，控制器接收相信号。在该方法的第一步骤中，迅速将励磁电流提高到一定值上，同时评估相信号。第一步骤持续直到相信号或由相信号导出的参数满足有关发电机电压的一定条件。励磁电流提高直到满足条件：有关相信号的信号值达到或超过一定的阈值，所述阈值等于发电机电压或等于发电机电压加上正或负的偏差。在第二步骤中，继续提高励磁电流，优选以与之前迅速提高相比减小的励磁电流变化速度进行。该第二步骤中的继续提高例如以传统的负载响应功能中的变化速度进行。
Description
技术领域
本发明涉及在激活连接到机动车车载电网上的多相交流发电机时提高发电机的励磁电流。
背景技术
机动车包括用于为电负载供应电能的发电机，所述发电机通过车辆驱动装置被供应机械能。借助发电机的多余电功率为车辆电池充电。
作为发电机通常使用具有三相或更多相的多相交流发电机。在此，多相交流发电机通过实现为同步电机，所述同步电机包括一个通过驱动装置旋转的具有用于产生激励磁场的励磁绕组的转子和一个具有多相定子绕组的定子。由于电负载通常构造为直流电负载并且电池被充以直流电，所述在多相交流发电机下游连接整流器，该整流器将多相交流电压转换成直流电压。为了使经整流的发电机电压在变化的负载电流和变化的发动机转速下也保持恒定，使用发电机控制器，其改变励磁绕组的励磁电流，从而消除发电机电压的波动。
图1示出一种用于机动车的包括整流器1的传统14V发电机的示例。在此例如示出三相发电机；但该发电机例如也可具有五相或六相。14V发电机将内燃机的一部分机械功率转换为电功率并且确保包括电池和电负载的车载电网7的电力供应。皮带传动机构2将发动机3的机械功率从曲轴传递到发电机，所述机械功率由转速和扭矩决定。通过发电机产生的发电机电流IB+经由端口B+输入到车载电网7中，以便为电池充电并且为电负载、如点火装置，前照灯或鼓风机供电。在图1中，发电机构造成安装有控制器4和整流器1的他励同步电机9。同步电机9的转子具有励磁绕组5并且例如通过两个滑环被供应励磁电流IERR。励磁绕组5的磁场通常通过由导磁钢制成的极爪导入定子中并且和在旋转时在定子相中通过感应产生交流电压。电压幅值取决于发电机转速nGEN和励磁电流IERR。发电机的发电机转速nGEN正比于发动机转速。在给定发动机转速和给定发电机电压UGEN时，曲轴的负载力矩随着输出的发电机电流IB+的提高而提高。整流器1将定子相的交流电压转换为车载电网7所需的直流电压UGEN。为了图1中所示的整流器1使用桥式电路，其对于每一相具有连接于车载电网电压的高侧半导体开关和接地的低侧半导体开关，因此，每一相的每两个半波被用于整流。在三相交流发电机中，这种整流器也被称为六脉冲整流器。如图1所示，作为半导体开关可使用二极管或作为替换方案也可使用晶体管、尤其是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。在实现如图1的整流器1时，高侧二极管的阴极K连接到车载电网正电压的节点B+上并且低侧二极管的阳极A连接到接地节点B-上。在使用N型MOSFET作为半导体开关时，高侧MOSFET的漏极端子D连接到车载电网正电压的节点B+上并且低侧MOSFET的源极端子S连接到接地节点B-上(参见二极管旁示出的N型MOSFET)。代替图1中所示的具有三相电机9的发电机，也可使用具有五相或六相电机9的发电机。
发电机控制器4调节励磁电流IERR，以便在变化的负载电流IB+和变化的发动机转速下将B+和接地端之间的发电机电压UGEN保持在额定电压规定值上。通常通过改变输出级6占空比来改变励磁电流IERR，所述输出级提供励磁绕组5的励磁电流IERR。随着占空比增大励磁电流IERR增大并且在转速和负载消耗功率恒定时发电机输出端上的电压也增大。
输出级6的占空比可理解为输出级6开关接通的接通时间与总观察时间的比值。在占空比为100％时，输出级6的开关持续被接通。在占空比为50％时，输出级6的开关接通一半时间并且在占空比为0％时，输出级6的开关持续断开。输出级6的占空比决定(平均)励磁电流IERR的大小。
在图1示例中，发电机控制器4具有用于车辆中数据总线的通信接口。除发电机控制器4外，例如一个或多个其它通信用户8、尤其是发动机控制器也连接到数据总线上。例如控制器4经由通信接口从发动机控制器获得额定电压规定值并且将自身状态报告给发动机控制器。通信接口例如涉及用于LIN(LIN表示本地互联网)总线的通信接口。为了将发电机控制器4连接到总线上，在图1中设置LIN端口。
控制器4目前通常实现为ASIC(专用集成电路)形式，即单片集成半导体电路。图1中所示的通过LIN总线通信的发电机控制器ASIC 4(LIN发电机控制器ASIC)具有五个端口，该发电机控制器ASIC借助所述端口例如可检测所需发电机参数并且与发动机控制器通信。这种具有五个端口的LIN发电机控制器ASIC 4的向外可见的功能和接口已经在一般形式中标准化；这种LIN发电机控制器ASIC 4可从不同芯片厂商获得。用于这种具有五个端口的LIN发电机控制器ASIC 4的两个例子是英飞凌公司的TLE8880和博世公司的CR665。
图1中的端口被如下定义：
B-(电池负极)：接地端口，例如通过发电机的导电壳体连接到发动机缸体上；
B+(电池正极)：用于向控制器4和励磁绕组5供电以及用于电压测量的端口；与电池的连接通过车辆中的电缆束进行；
LIN：用于例如与发动机控制器通信的LIN总线接口的端口；通过LIN端口接收额定电压规定值并且报告发电机状态；
EXC：用于将励磁电流施加到励磁绕组中的端口；
PH：用于接收相信号UPH的端口，该相信号通常相应于一个相的电压；相信号用于通过确定相信号的频率(相频率)来检测发电机转速并且用于在于相端口PH上识别出定义的交流电压幅值时从待机模式唤醒控制器4。在图1中，直接截取相电压；也可想到，选择性地在相和相输入端PH之间设置电阻。
在LIN发电机控制器ASIC 4中，检测端口B+上的电压、端口B-上的电压、通过端口PH接收的相信号的频率和励磁电流IERR并且将它们用于调节B+和接地端之间的发电机电压UGEN。另外，LIN发电机控制器ASIC 4具有集成的温度传感器，该温度传感器可防止控制器ASIC 4过热。为了降低高温，温度传感器在高温时减小内部额定电压规定值。控制器ASIC 4中的可编程存储区可存储针对发电机或车辆的控制器参数。
尤其是可区分LIN发电机控制器ASIC 4的下述运行状态：
待机：在点火装置关闭时，控制器4消耗尽可能少的电流以避免电池放电。
激活：发动机控制器通过LIN总线与控制器4通信并且点火装置接通。如需要，控制器4可反馈其状态。励磁电流仍然为零并且发电机不提供电流。
预激励：一旦在待机模式中在相上识别出定义的交流电压幅值或通过LIN输入有效的额定电压规定值，控制器4从待机状态转换为预激励状态。在此时励磁电流缓慢提高，直到能够可靠识别相频率。仅在转子极爪中尚存足够剩磁时，以便在旋转时在相中通过感应产生最小电压，才能进行该唤醒过程。
调节：一旦存在有效的额定电压规定值并且下转速阈值被超过(这通过评估相频率进行)并且因此发动机起动时，相应控制端口B+和接地端之间的发电机电压。作为控制参数使用励磁电流输出级6的占空比。随着占空比增大，励磁电流IERR增大，并且在转速和负载消耗功率恒定时发电机输出端上的电压也升高。为了避免突然以负载力矩加载怠速时的内燃机，可通过相应信号经由LIN总线限制控制动态性，所述信号激活所谓的负载响应功能。在负载响应功能被激活时，例如直至一定的转速界限值，预规定励磁电流输出级的占空比的变化速度，例如为了从0％提高至100％需要3s的持续时间。通常可预规定占空比的变化速度值和转速界限值，例如预规定负载响应值LR＝3S，该值说明从0％提高到100％需要3秒的持续时间。
图1中所示的具有五个端口的LIN-控制器ASIC 4已减少到必要的接口。基于发电机中复杂的连接技术，每个附加的接口都会引起额外费用。
在激活发电机后、例如在内燃机起动后或在行驶期间发电机起动后，发电机通常例如被发动机控制器激活的时刻后经过1秒或数秒范围内的滞后时间才开始向车载电网7供电。另外，在剧烈的负载波动后、尤其是在车载电网中的负载突降后，通过控制可将励磁电流减小为零或较小的值并且在滞后时间后发电机才再次供电。
这点的原因在于所谓的负载响应功能。负载响应功能例如通过限制占空比的变化速度来限制励磁电流IERR的变化速度。由此通过附加的发电机力矩引起的与励磁电流IERR提高有关的传动系负载变化在时间上被扩展到较长的时间段上，从而使发动机控制装置尤其是在怠速中具有足够时间来补偿发电机力矩。负载响应功能通常不仅在例如发动机起动后发动机转速较低的情况下，而且也在行驶期间发动机转速较低时接入附加电负载的情况下用于激活发电机。
在激活发电机时出现上面所描述的滞后时间、即触发发电机的激活(例如通过发动机控制器侧的要求信号)和发电机开始向车载电网供电的时刻之间的持续时间，因为发电机控制器4中的负载响应功能使励磁电流IERR缓慢提高，发电机相电压通常在所追求的额定励磁电流值30～40％的范围时才达到车载电网电压并且发电机才开始向车载电网输出电流。在开始输出电流时负载响应功能才满足其本来的任务并且通过限制励磁电流的变化速度来限制发电机电流和发电机力矩的变化速度，使得发电机侧的附加力矩不突然地、而是逐渐增强地加载给内燃机，由此发动机怠速控制装置具有足够的时间来补偿发电机力矩的增加。
滞后时间的长短取决于温度、发动机转速和当前的车载电网电压，该车载电网电压又取决于电池充电状态和车载电网负载，并且因此难以计算。尤其是在使用发动机起停自动装置时基于发动机频繁的起动过程累积许多滞后时间，在滞后时间中发电机不必要地不能供电，由此劣化了充电平衡。
借助图2举例说明在激活发电机时出现的滞后时间T，其中，下方的图表示出发电机电流IGEN的示例性曲线并且上方的图表示出励磁电流IERR的示例性曲线。在时刻t1，例如发动机控制器侧要求激活发电机(例如通过经由LIN总线发送大于10.6V的额定电压规定值)。发电机控制器4开始使励磁电流IERR以有限的变化速度提高，因为基于负载响应功能限制占空比的变化速度(t1和t3之间的持续时间相应于负载响应值LR，其可通过LIN设定)。直到时刻t2，在该时刻励磁电流IERR例如为额定励磁电流值IERR,nenn的约30～40％并且发电机相电压大于发电机电压，从而整流器的半导体开关暂时闭合，发电机的电流输出开始并且发电机电流IGEN缓慢上升。滞后时间T为时刻t1和t2之间的持续时间。额定励磁电流值IERR,nenn为当输出级开关持续接通时出现的励磁电流，该电流基本上仅通过励磁绕组5的内阻限制。在图2中示出的目标值IERR,ziel最大等于励磁电流值IERR,nenn。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于提高励磁电流、尤其是用于在激活发电机时提高励磁电流的方法和一种具有相应功能的控制器，在此所述方法或功能具有直至向车载电网输出电流之前的小滞后时间。
所述任务通过一种用于提高连接到机动车车载电网上的多相交流发电机的励磁电流的方法解决，其中，在所述发电机下游连接用于产生经整流的电压的整流器，经整流的发电机电压通过控制器控制，该控制器调节发电机的励磁绕组的励磁电流并且接收相信号，所述方法用于在激活发电机时提高励磁电流，该方法包括以下步骤：迅速提高励磁电流并且在此时评估相信号，提高励磁电流直到相信号或由相信号导出的参数满足有关当前发电机电压的条件，其中，励磁电流提高直到满足条件：有关相信号的信号值达到或超过一定的阈值，所述阈值等于发电机电压或等于发电机电压加上正或负的偏差；然后，继续提高励磁电流。
所述任务还通过一种控制器解决，其具有用于提高连接到机动车车载电网上的多相交流发电机的励磁电流的功能，用于在激活发电机时提高励磁电流，在所述发电机下游连接用于产生经整流的电压的整流器，该控制器构造用于：控制经整流的发电机电压，调节发电机励磁绕组的励磁电流，并且接收相信号；其中，该控制器还构造用于：迅速提高励磁电流并且在此时评估相信号，该控制器构造用于检验相信号或由相信号导出的参数是否满足有关当前发电机电压的条件，并且励磁电流提高直到相信号或由相信号导出的参数满足所述条件，其中，励磁电流提高直到满足条件：有关相信号的信号值达到或超过一定的阈值，所述阈值等于发电机电压或等于发电机电压加上正或负的偏差；并且随后继续提高励磁电流。
本发明的第一方面涉及一种用于提高励磁电流、尤其是在激活发电机时提高励磁电流的方法，通过控制器控制经整流的发电机电压。为了控制发电机电压，控制器调节发电机励磁绕组的励磁电流。另外，控制器接收相信号，相信号通常说明一个相的电压。在所述方法的第一步骤中，将励磁电流迅速提高到一定值，同时评估相信号。所述第一步骤持续到相信号或由相信号导出的参数满足一定条件，该条件与当前的发电机电压有关，例如相信号或由相信号导出的参数是否达到或超过当前的发电机电压，或者例如相信号或由相信号导出的参数是否达到或超过当前的发电机电压加上正或负的偏差。为此将相信号或由相信号导出的参数与当前的发电机电压进行比较。励磁电流优选持续提高直到该条件满足。但在第一步骤期间励磁电流的变化速度减小。在第二步骤中，励磁电流继续提高、优选以与之前的迅速提高相比减小的励磁电流变化速度。优选在励磁电流继续提高时变化速度至少相对于在迅速提高开始时的变化速度减小。第二步骤期间的继续提高例如以传统负载响应功能下的变化速度进行。
由于在励磁电流迅速提高期间评估相电压所受的影响，通过评估相信号，励磁电流可受控地在极短的时间内提高至某一点，在该点处发电机仅以极少的附加力矩或完全不以由发电引起的附加力矩加载驱动装置。例如通过评估相电压可大致确定向车载电网输出发电机电流的起点，其方式是，比较相电压与发电机电压，并且励磁电流直至该时刻迅速提高，因为只有通过向车载电网输出电流发电机才以由发电引起的附加力矩加载发动机(在不发电时发电机以少量的基于摩擦损耗的基本力矩加载发动机)。在触发发电机的激活后(例如通过规定一定的额定电压)，尽管负载响应功能被激活，但励磁电流仍可极快地被调节到例如一个值上，在该值时开始输出电流；之后，负载响应功能以已知方式确保励磁电流以减小的变化速度继续提高并且因此确保持续的发电机电流提高和力矩提高，并且内燃机的怠速控制装置不会被加载由发电机引起的较大的干扰力矩。
发电机特性对于包括发动机、怠速控制器和车载电网的车辆***而言是可再现的，因为尽管负载响应功能被激活，但电流输出在理想情况下在要求发电机后几乎立即开始。发电机所输出的能量可通过借助频繁的发动机起动的行驶循环以及在发动机起动后立即可使用的足够的电功率提高。用于迅速提高励磁电流的功能可完全由发电机控制器执行，从而在此情况下除了可能的用于扩展了该功能的发电机控制器的附加费用外对于整个发电机***而言不产生附加费用。由于利用通常本就存在的相电压，原则上无需在发电机控制器ASIC上设置用于实现该功能的附加端口。
在该方法中，可直接检验相电压是否满足该条件。作为替换方案，也可检验与相信号相关的参数、如检验半导体开关上的电压是否满足条件。例如可检验高侧半导体开关的阳极和阴极之间的电压——其例如由相信号减去发电机电压计算出——和/或低侧半导体开关的阳极和阴极之间的电压——其例如由接地电位减去相信号计算出——是否达到一定阈值、如0V或0.2V。
在第一方法步骤中，励磁电流的变化速度无需保持不变，例如在第一方法步骤开始时变化速度可极高(其方式是，占空比被设置为最大值)并且随后在第一方法步骤期间减小(其方式是，占空比例如减小为较低值)。总归认为，励磁电流的变化速度在第一方法步骤期间基于绕组的接通特性减小(衰减特性由绕组的电感和内阻决定，在此，内阻决定励磁电流)。
所述方法在激活发电机的情况下可用于使励磁电流从基本上零或从小的励磁电流值起提高或者在下述情况下用于提高励磁电流，在其中发电机已经工作较长时间，但发电机电流例如基于负载突降而减小(例如减小为零或低值)并且现在再次上升。
优选励磁电流提高直到有关相信号的信号值——尤其是相信号的瞬时值、相信号的峰峰值或相信号的最大值——达到一定的阈值。所述阈值为发电机电压，或发电机电压加上正或负的偏差。
例如电流可迅速提高直到相电压等于发电机电压。在此可将相信号的瞬时值、最大值或峰峰值与发电机电压进行比较。在达到发电机电压时即将开始电流输出，因为半导体开关在此即将被暂时导通。作为半导体开关的二极管通常在阳极和阴极之间存在约UF≈0.6V的正向电压时导通。根据控制，在N型MOSFET作为半导体开关时源极和漏极之间的电压通常远低于0.6V。例如当相信号的瞬时值、最大值或峰峰值达到一个值时，该值相应于发电机电压加上半导体开关的正向电压UF(在二极管中约为0.6V并且在N型MOSFET中根据控制远低于0.6V)或发电机电压加上正向电压UF或发电机电压加上2·UF，整流器的半导体开关导通。因此，励磁电流的迅速提高优选应在较小的相信号值时就已经终止，例如在达到发电机电压时。
优选这样选择用于相信号或由相信号导出的参数以终止励磁电流迅速提高的第一阶段的条件，使得在满足条件时，发电机电流向车载电网的输出大致开始，发电机电流向车载电网的输出即将开始或已经向车载电网输出少量的发电机电流。为了实现第二种方案，例如可将相信号的电压达到发电机电压确定为用于相信号的条件。第三种方案的优点在于，在此用于提高电流所需的时间最短，但在此应考虑到至少一个小的附加力矩的突然出现。
优选这样构造控制器，使得所述控制器调节用于产生励磁电流的输出级的占空比，以便调节励磁电流。为了迅速提高电流，本方法规定，占空比以高(恒定或可变)的变化速度提高，或者将占空比突然调节到高值上、如最大值上。
在第一种方案中，占空比例如提高直到满足用于相信号或由相信号导出的参数的条件。在此情况下为了随后继续提高励磁电流，占空比例如继续提高，但占空比的变化速度与之前相比减小。
在第二种方案中，例如保持高的占空比，直到相信号或由相信号导出的参数满足所述条件。然后在继续提高励磁电流时，占空比至少一开始小于之前设定的高占空比。
本发明的第二方面涉及一种具有用于提高励磁电流的功能的控制器。控制器优选为实现为ASIC的控制器。控制器构造用于控制经整流的发电机电压并且为此调节发电机励磁绕组的励磁电流。此外，控制器接收相信号。控制器还构造用于迅速提高励磁电流并且在此评估相信号。在此控制器检验相信号或由相信号导出的参数是否满足有关发电机电压的一定条件，并且励磁电流提高直到相信号或由相信号导出的参数满足所述条件。控制器还构造用于随后继续提高励磁电流，尤其是以与迅速提高相比减小的变化速度。
优选控制器为具有五个端口的LIN发电机控制器ASIC。
根据本发明第一方面的本发明方法的上述实施方式相应地也适用于根据本发明第二方面的本发明控制器。本发明控制器的有利实施例相应于所描述的本发明方法的有利实施例。
附图说明
下面参考附图借助多个实施例说明本发明。附图如下：
图1为具有传统LIN发电机控制器ASIC的传统14V发电机；
图2为在传统LIN发电机控制器ASIC中激活发电机时在负载响应功能被激活的情况下发电机电流IGEN和励磁电流IERR的曲线；
图3为根据本发明的用于迅速提高励磁电流IERR的功能的示例性流程图；
图4为在根据本发明功能的第一种实施方式中在激活发电机时发电机电流IGEN、励磁电流输出级的占空比TV和励磁电流IERR的示例性曲线；
图5为在根据本发明功能的第二种实施方式中在激活发电机时发电机电流IGEN、励磁电流输出级的占空比TV和励磁电流IERR的示例性曲线；
图6为用于评估相信号UPH的示例性实现方式；
图7为在激活发电机时相信号UPH的示例性曲线。
具体实施方式
图1中所示的具有传统LIN发电机控制器ASIC 4的14V发电机已在背景技术中讨论过。在背景技术中还借助图2说明了在激活发电机时出现的滞后时间。根据本发明，给图1所示的控制器4扩展一个功能，该功能在激活发电机时通过评估根据励磁电流IERR感应产生的相信号UPH允许励磁电流IERR迅速提高，所述相信号以电压形式出现在端口PH上。为此，可借助相信号UPH例如确定电流输出的开始并且励磁电流IERR被极快地调节到一个值上，在该值上向车载电网7的电流输出开始或电流输出即将开始。具有根据本发明的用于迅速提高励磁电流的功能的示例性的本发明LIN发电机控制器ASIC 4例如包括图1中所示的LIN发电机控制器ASIC 4的所有特征，从而除了下面要说明的励磁电流IERR提高的区别外，图1中所示的LIN发电机控制器的说明也适用于根据本发明的LIN发电机控制器。
图3示出根据本发明的用于迅速提高励磁电流IERR的功能的示例性流程图。在步骤200中，在控制器ASIC 4侧接收到用于激活发电机的信号、例如通过LIN总线接收到大于10.6V的额定电压规定值。
然后在步骤201中，迅速提高励磁电流IERR。图4和图5示出两种示例性可能性。如图4中间的图表所示，在接收到要求信号之后立即使产生励磁电流IERR的输出级6控制的占空比TV以高的变化速度提高、例如以相应于占空比从0％提高到100％小于1秒、如100毫秒的变化速度提高。励磁电流IERR在此以与占空比TV相似的方式以高的变化速度、例如以IERR,nenn/100ms的变化速度提高(该高的变化速度理论上可能直至约IERR,nenn的80％。这在图4下方的图表中以简化方式示出。在迅速提高时励磁电流并非必须从0％起提高。例如可基于输出级的控制在预激励期间就已存在小的占空比值。这同样适用于图5。图4中占空比TV的迅速提高例如可通过预规定的用于具有高变化速度的占空比的斜坡函数或通过相应快的PI控制器实现，所述斜坡函数或PI控制器起作用直到满足步骤203中的终止条件。
在图5下部的变型方案中，在时刻t1接收到用于激活发电机的信号后将占空比TV突然调节到高值、如100％的占空比。励磁电流IERR由此以比图4中更高的变化速度提高。在此导致励磁电流IERR极为迅速地提高到发电机电流IGEN的0A阈值附近。
在励磁电流IERR一定程度地变化后，测量有关相信号UPH的信号值(参见图3中的步骤202)、例如通过处理相信号UPH获得的信号值(如相电压的峰峰值或最大值)或相信号的瞬时值。
在步骤203中检验是否满足用于迅速提高励磁电流IERR的终止条件(或者换句话说，是否满足用于继续迅速提高励磁电流IERR的条件)。例如检验有关相信号的信号值(如相信号的峰峰值)是否已达到发电机电压或发电机电压加上正或负的偏差。图6简化示出一种示例性的实现方式，在其中，借助峰峰值检测器300评估端口PH相对于接地端(B-)的相信号的信号值UPH，所述峰峰值检测器在一定的时间窗内确定相信号UPH的峰峰值UPH,PP。峰峰值检测器300例如在时间窗内确定相信号UPH的最大值和最小值之间的幅值。该时间窗优选应大于相信号的周期时间，但不能过大。然后，将相信号UPH的峰峰值UPH,PP与通过端口B+和B-接收到的发电机电压UGEN值(或与发电机电压加上或减去一个偏差的值)进行比较，在此例如以下述形式确定差值D：
D＝UGEN-UPH,PP
作为用于迅速提高励磁电流IERR的终止条件例如可检验峰峰值UPH,PP是否已达到或超过发电机电压UGEN，也就是说，D是否等于零或为负值。
励磁电流的迅速提高借助闭合的控制回路进行：在迅速提高期间，评估相信号UPH并且例如通过比较峰峰值UPH,PP与发电机电压检验该条件是否存在，并且在终止条件不存在时进一步迅速提高励磁电流，由此相信号UPH继续提高。
也可放弃使用峰峰值检测器300并且仅比较瞬时相信号UPH与B+和B-之间的发电机电压UGEN并且检验相信号何时达到或超过发电机电压UGEN，即D是否等于零或为负值。为了使相信号UPH在励磁电流IERR提高时从接地电位UB-(＝0V)开始，端口PH应优选通过高阻抗电阻与接地电位UB-(在ASIC上或外部)连接。
只要在图3的步骤203中不满足终止条件，励磁电流IERR就会继续迅速提高(参见步骤201)。相反，如果满足终止条件，励磁电流LERR就不再继续迅速提高，取而代之，励磁电流IERR以与之前相比减小的变化速度提高到用于励磁电流IERR的目标值IERR,ziel、如额定励磁电流值IERR,nenn上(参见步骤204)。在此例如通过使用负载响应功能使励磁电流IERR相应缓慢提高。
在图4的示例中，在即将达到时刻t2时——在该时刻向车载电网的电流输出开始，满足终止条件并且占空比TV随后以减小的变化速度提高。励磁电流IERR的变化速度与之前相比也减小。
在图5的示例中，即将达到时刻t2时——在该时刻向车载电网的电流输出开始，满足终止条件并且之前恒定且高的占空比TV下降到较小的值上并且由此开始以较小的变化速度提高。由此产生的励磁电流IERR曲线与图4相似。
图7示出相信号UPH关于时间t的示例性曲线。在图7的示例中，相信号UPH在无激励时处于UB-，因为端口PH通过高阻抗电阻具有UB-。在时刻t0，发电机和控制器的要求触发预激励，其方式是，输出级6短时间接通，从而施加少量励磁电流IERR，该励磁电流IERR通过续流二极管在输出级6中继续输送并且通过感应产生小的相电压UPH。励磁电流IERR和相信号UPH稍后又略微衰减。在时刻t1，控制器使励磁电流IERR开始迅速提高，由此通过感应产生的相信号UPH也提高(控制器需要时间t0至t1来可靠识别转速(为此例如需要约40ms)。由于相信号UPH尚小于发电机电压UGEN并且整流器的半导体开关阻断，因此没有发电机电流。
在时刻t2 *，满足用于终止迅速提高的终止条件，例如因为在时刻t2 *相信号UPH的瞬时值大致达到发电机电压UGEN(选择性地可加上一定的偏差)或相信号UPH的峰峰值UPH,PP到达发电机电压UGEN(选择性地可加上一定的偏差)。在时刻t2 *，励磁电流IERR例如在额定励磁电流值IERR,nenn 30～40％的范围内。之后，励磁电流IERR以减小的变化速度继续提高。在位于时刻t2 *稍后的时刻t2，开始供应发电机电流。根据终止条件的选择，时刻t2也可相应于时刻t2 *或位于时刻t2 *稍前。
Claims (13)
1.用于提高连接到机动车车载电网上的多相交流发电机的励磁电流的方法，在所述发电机下游连接用于产生经整流的电压(UGEN)的整流器(1)，经整流的发电机电压(UGEN)通过控制器(4)控制，该控制器调节发电机的励磁绕组(5)的励磁电流(IERR)并且接收相信号(UPH)，所述方法用于在激活发电机时提高励磁电流，该方法包括以下步骤：
迅速提高(201)励磁电流(IERR)并且在此时评估(203)相信号(UPH)，提高励磁电流(IERR)直到相信号(UPH)或由相信号导出的参数满足有关当前发电机电压(UGEN)的条件，其中，励磁电流(IERR)提高直到满足条件：有关相信号(UPH)的信号值达到或超过一定的阈值，所述阈值等于发电机电压(UGEN)或等于发电机电压(UGEN)加上正或负的偏差；
然后，继续提高(204)励磁电流(IERR)。
2.根据权利要求1的方法，其中，有关相信号(UPH)的信号值是相信号的瞬时值、相信号的峰峰值(UPH,PP)或相信号的最大值。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，在所述继续提高励磁电流(IERR)时，励磁电流(IERR)的变化速度与在所述迅速提高时的变化速度、至少与在所述迅速提高的开始时的变化速度相比减小。
4.根据权利要求1或2的方法，其中，在满足条件时，发电机电流(IGEN)向车载电网(7)的输出大致开始，发电机电流(IGEN)向车载电网(7)的输出即将开始，或者已经向车载电网(7)输出小的发电机电流(IGEN)。
5.根据权利要求1或2的方法，其中，所述控制器(4)调节用于产生励磁电流(IERR)的级的占空比(TV)，以便调节励磁电流(IERR)。
6.根据权利要求5的方法，其中，为了所述迅速提高励磁电流(IERR)，占空比(TV)以高的变化速度提高，或者将占空比(TV)调节到高值上。
7.根据权利要求6的方法，其中，所述迅速提高励磁电流(IERR)的步骤包括：迅速提高占空比(TV)，占空比提高直到相信号(UPH)或由相信号导出的参数满足所述条件；并且所述继续提高励磁电流(IERR)的步骤包括：以与迅速提高占空比相比减小的占空比变化速度继续提高占空比(TV)。
8.根据权利要求6的方法，其中，所述迅速提高励磁电流(IERR)的步骤包括：设定第一占空比，并且第一占空比保持直到相信号(UPH)或由相信号导出的参数满足所述条件；在所述继续提高励磁电流(IERR)时，占空比(TV)至少一开始小于第一占空比。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述第一占空比是最大占空比。
10.根据权利要求1或2的方法，其中，在所述迅速提高励磁电流(IERR)时，励磁电流提高到处于额定励磁电流20～50％范围中的值上。
11.根据权利要求10的方法，其中，在所述迅速提高励磁电流(IERR)时，励磁电流提高到处于额定励磁电流30～40％范围中的值上。
12.控制器(4)，其具有用于提高连接到机动车车载电网(7)上的多相交流发电机的励磁电流(IERR)的功能，用于在激活发电机时提高励磁电流，在所述发电机下游连接用于产生经整流的电压(UGEN)的整流器(1)，该控制器(4)构造用于：控制经整流的发电机电压(UGEN)，调节发电机励磁绕组(5)的励磁电流(IERR)，并且接收相信号(UPH)；
其中，该控制器(4)还构造用于：迅速提高励磁电流(IERR)并且在此时评估相信号(UPH)，该控制器(4)构造用于检验相信号(UPH)或由相信号导出的参数是否满足有关当前发电机电压(UGEN)的条件，并且励磁电流(IERR)提高直到相信号(UPH)或由相信号导出的参数满足所述条件，其中，励磁电流(IERR)提高直到满足条件：有关相信号(UPH)的信号值达到或超过一定的阈值，所述阈值等于发电机电压(UGEN)或等于发电机电压(UGEN)加上正或负的偏差；并且随后继续提高励磁电流(IERR)。
13.根据权利要求12的控制器，其中，控制器实现为ASIC并且具有正好五个端口，即：接地端口(B-)、供电端口(B+)、LIN总线接口的端口(LIN)、用于向励磁绕组(5)中施加励磁电流(IERR)的端口(EXC)和用于接收相信号(UPH)的端口(PH)。
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