DE10309326A1 - Three-phase generator control method, outputting load changing signal depending on the comparison of determined number of revolutions with desired value and adjusting generator moment for setting driving torque - Google Patents
Three-phase generator control method, outputting load changing signal depending on the comparison of determined number of revolutions with desired value and adjusting generator moment for setting driving torqueInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehstromgenerators bei einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. 6. The invention relates to a method and a device for controlling a Three-phase generator in a motor vehicle according to the preamble of Claim 1 or 6.
Das Drehmoment einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug teilt sich auf in ein Antriebsmoment, das auf die Antriebsräder wirkt, und ein Generatormoment, das auf einen Drehstromgenerator wirkt. Der Drehstromgenerator erzeugt die elektrische Leistung, die zum Betreiben von elektrischen Verbrauchern in einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs benötigt wird. Die elektrische Leistung ist damit durch die Anzahl der eingeschalteten Verbraucher und deren tatsächlichem Verbrauch gegeben, sie ist abhängig von vielen Parametern und schwankt in einem weiten Bereich. The torque of an internal combustion engine in a motor vehicle is divided into a drive torque that acts on the drive wheels and a generator torque, that acts on a three-phase generator. The three-phase generator generates the electrical power used to operate electrical consumers in one Vehicle electrical system is required. The electrical power is now through the number of consumers switched on and their actual consumption given, it depends on many parameters and varies widely Area.
Das Drehmoment für die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs hängt außer von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs insbesondere von den mechanischen Verbrauchern im Kraftfahrzeug ab. Um das Drehmoment bei Bedarf in kurzer Zeit um einen möglichst großen Betrag ändern zu können, sind im Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. The torque for the drive wheels of the motor vehicle depends on the Speed of the motor vehicle in particular from the mechanical Consumers in the motor vehicle. To the torque when needed in a short time in order to be able to change as large an amount as possible are in the prior art different approaches known.
Ein Ansatz besteht darin, einen sog. Zündwinkelvorhalt vorzusehen. Dabei wird im Dauer- oder Normalbetrieb (längere, gleichförmige Fahrten) der Zündzeitpunkt gegenüber seinem Optimum bewusst zu etwas späteren Zeiten verschoben. Wird Antriebsmoment benötigt, damit der Motor nicht abgewürgt wird, wird der Zündwinkel bzw. Zündzeitpunkt vorgezogen bzw. nach früh verstellt. Dadurch kann das Drehmoment der Brennkraftmaschine rasch erhöht werden. Das Vorziehen des Zündwinkels hat den Vorteil, dass das Verschieben des Zündwinkels sehr viel schneller abläuft als beispielsweise das Öffnen einer Drosselklappe. One approach is to provide so-called ignition angle lead. It is in Continuous or normal operation (longer, uniform trips) the ignition point deliberately postponed to its optimum at somewhat later times. Becomes Drive torque is required so that the engine is not stalled, the Firing angle or timing advanced or adjusted early. This can the torque of the internal combustion engine can be increased rapidly. The preference of Firing angle has the advantage that shifting the firing angle is very much runs faster than opening a throttle valve, for example.
Bei einem Zündwinkelvorhalt im Normalbetrieb wird allerdings in Kauf genommen, dass der Wirkungsgrad des Fahrzeugs nachteilig beeinflusst wird und ein höherer Kraftstoffverbrauch entsteht. With an ignition angle provision in normal operation, however, it is accepted that the efficiency of the vehicle is adversely affected and a higher one Fuel consumption arises.
Aus DE 199 61 943 ist beispielsweise ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei bei eingelegter Vorwärtsfahrstufe eines Automatikgetriebes bei Erkennen eines Zurückrollens zur Erhöhung des Drehmoments der Brennkraftmaschine der Zündwinkel der Brennkraftmaschine verändert wird. DE 199 61 943, for example, describes a method and a device for Operation of an internal combustion engine is known, with the forward gear engaged an automatic transmission upon detection of a roll back to increase the Torque of the internal combustion engine is the ignition angle of the internal combustion engine is changed.
Weiterhin sind Generatorregelsysteme bekannt (z. B. DE 41 13 732 C2, DE 100 23 509 A1, DE 44 40 830 A1, DE 41 08 751 A1, JP 02267336 Patent Abstract), die ausgehend von einer im Hinblick auf die erforderliche elektrische Leistung optimierten Generatoreinstellung eine bedarfsweise Reduzierung des Generatormoments zum Schutz der Brennkraftmaschine vorsehen. Generator control systems are also known (e.g. DE 41 13 732 C2, DE 100 23 509 A1, DE 44 40 830 A1, DE 41 08 751 A1, JP 02267336 Patent Abstract), the based on a with regard to the required electrical power optimized generator setting a need reduction of the Provide generator torque to protect the internal combustion engine.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein möglichst großes Drehmoment von einer Brennkraftmaschine, die mehrere Verbraucher und darunter einen Drehstromgenerator antreibt, schnell zur Verfügung gestellt werden kann. The object of the invention is to provide a method with which one is possible great torque from an internal combustion engine that has multiple consumers and including a three-phase generator, can be made available quickly can.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 6. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by the method according to claim 1 and the Apparatus according to claim 6. Preferred embodiments of the invention are Subject of the subclaims.
Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde: Das Drehmoment einer Brennkraftmaschine teilt sich in ein Antriebsmoment und ein Generatormoment auf. Ein Generator mit Spannungs- und Drehmomentregelung wandelt einen Teil des Drehmoments der Brennkraftmaschine, welches er von der Kurbelwelle abnimmt, in elektrische Leistung um (Generatormoment). Bei Systemen mit hohem elektrischen Verbrauch ist das ein bedeutender Anteil des Drehmoments der Brennkraftmaschine. Der Betriebszustand neuerer Generatoren kann ähnlich rasch geändert werden wie eine Zündwinkelverstellung. Jedoch kann mittels der Veränderung des Generatormoments das Drehmoment der Brennkraftmaschine bzw. das Antriebsmoment um einen höheren Betrag reduziert bzw. beaufschlagt werden als mittels einer Zündwinkelverstellung. The invention is based on the following finding: The torque of a Internal combustion engine is divided into a drive torque and a generator torque. A generator with voltage and torque control converts part of the Torque of the internal combustion engine, which it takes from the crankshaft, in electrical power around (generator torque). In systems with high electrical Consumption is a significant part of the torque Internal combustion engine. The operating status of newer generators can be similarly fast be changed like an ignition angle adjustment. However, by means of Changing the generator torque, the torque of the internal combustion engine or the drive torque is reduced or applied by a higher amount are considered by means of an ignition angle adjustment.
Wird beispielsweise anstelle eines Zündwinkelvorhalts in Form einer Zündzeitpunkt- Spätverstellung ein Generatormoment zur Reduzierung des Antriebsmoments aufgebaut, ist erstens danach wieder eine größere Erhöhung des Antriebsmoments möglich. Zweitens wird bei einer Erhöhung des Generatormoments zur Reduzierung des Antriebsmoments der hierdurch erhöhte Kraftstoffverbrauch in elektrische Energie umgewandelt und gespeichert. Im Falle einer Zündzeitpunktspätverstellung zur Reduzierung des Antriebsmoments wird der hierdurch erhöhte Kraftstoffverbrauch in Wärme umgewandelt und geht verloren. Durch einen schnell eingeleiteten Abbau des Drehmoments, welches der Generator von der Kurbelwelle bzw. von der Brennkraftmaschine abnimmt, steht dem Antriebsstrang sofort mehr Drehmoment (Antriebsmoment) zur Verfügung. If, for example, instead of an ignition angle reserve in the form of an ignition timing Late adjustment a generator torque to reduce the drive torque built up, firstly, there is again a greater increase in the drive torque possible. Second, when the generator torque is increased, the reduction of the drive torque resulting in increased fuel consumption in electrical Energy converted and stored. In the event of a spark retard this reduces the drive torque Fuel consumption is converted into heat and is lost. By a quick one initiated reduction of the torque which the generator of the crankshaft or decreases from the internal combustion engine, the drive train is immediately more Torque (drive torque) available.
Somit richtet sich die Erfindung insbesondere auf einen Generatormomentvorhalt zur Ermöglichung einer bedarfsweisen schnellen Erhöhung des Antriebsmoments durch den Abbau dieses Generatormomentvorhalts. The invention is therefore directed in particular to generator torque provision to enable a rapid increase in drive torque as required by reducing this generator torque reserve.
Erfindungsgemäß wird daher die erfasste Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und ein Laständerungssignal durch die Drehzahlerfassungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Vergleich ausgegeben. Daraufhin wird das Generatormoment durch eine Generatorsteuerungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Laständerungssignal zum Einstellen des Antriebsmoments angepasst, so dass die erfasste Drehzahl dem vorgegebenen Sollwert entspricht. According to the invention, the detected speed of the internal combustion engine is therefore included compared to a predetermined target value and a load change signal by the Output speed detection device depending on the comparison. Thereupon the generator torque is controlled by a generator control device depending on the load change signal for setting the drive torque adjusted so that the detected speed corresponds to the specified setpoint.
Der Sollwert der Drehzahl kann abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine variabel sein. Die Erfindung ist also grundsätzlich eine drehzahlabhängige Generatormomentregelung, bei der nicht wie beim Stand er Technik ein optimales Generatormoment im Hinblick auf die angeforderte elektrische Energie im Vordergrund steht, sondern ein optimales Antriebsmoment für bestimmte Betriebsbedingungen, z. B. für eine Leerlaufdrehzahlregelung, eine Geschwindigkeitsregelung oder eine Antiruckelfunktion. Vorzugsweise wird grundsätzlich durch die Generatorsteuerungseinrichtung bei Vorliegen bestimmter Betriebsbedingungen, die z. B. die Anforderung einer raschen Erhöhung des Antriebsmoments bereits erwarten lassen, ein Generatormomentvorhalt durch Erhöhung des Generatormoments über den elektrischen Bedarf hinaus eingestellt. Durch diesen Generatormomentvorhalt wird also zunächst ein Teil des durch die Brennkraftmaschine zur Verfügung stehenden Drehmoments abgezogen, wodurch das Antriebsmoment reduziert wird. Liegt anschließend eine Betriebsbedingung vor, die ein schnelles Erhöhen des Antriebsmoments erfordert, kann die erforderliche Erhöhung des Antriebsmoments durch entsprechende Reduzierung des Generatormoments durchgeführt werden. The setpoint speed can depend on the operating parameters of the Internal combustion engine to be variable. So the invention is basically one speed-dependent generator torque control, in which he does not as in the state Technology an optimal generator torque with regard to the requested electrical energy is in the foreground, but an optimal drive torque for certain operating conditions, e.g. B. for an idle speed control, a Cruise control or an anti-jerk function. Preferably basically by the generator control device when certain Operating conditions, e.g. B. the requirement for a rapid increase in Already expect drive torque, a generator torque reserve by Increasing the generator torque set beyond the electrical requirement. With this generator torque reserve, a part of the Deducted internal combustion engine available torque, which the drive torque is reduced. If there is then an operating condition, which requires a rapid increase in drive torque may be required Increasing the drive torque by reducing the Generator torque are carried out.
Die Generatorsteuerungseinrichtung ist entweder in einer Steuereinheit zur Regelung der Brennkraftmaschine integriert oder kommuniziert mit dieser. The generator control device is either in a control unit Regulation of the internal combustion engine integrates or communicates with it.
Der Sollwert wird vorzugsweise durch eine Lastvorgabeeinrichtung vorgegeben. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Generatormoment dadurch verringert, dass ein Erregerstrom des Drehstromgenerators durch die Generatorsteuerungseinrichtung reduziert wird. Insbesondere wird der Erregerstrom des Drehstromgenerators durch die Generatorsteuerungseinrichtung unterbrochen, wenn die Zunahme des vorgegebenen momentanen mechanischen Leistungsbedarfs über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, so dass das Generatormoment im wesentlichen auf Null sinkt. The setpoint is preferably specified by a load specification device. In a preferred embodiment of the invention, the generator torque thereby reduced that an exciting current of the three-phase generator through the Generator control device is reduced. In particular, the excitation current the alternator is interrupted by the generator control device, if the increase in the given instantaneous mechanical Power requirement is above a predetermined threshold, so that Generator torque essentially drops to zero.
Aufgrund der zwischenzeitlichen Abkopplung des Generators von der Brennkraftmaschine kann es zu leichten, vorübergehenden Spannungsschwankungen im Bordnetz des Kraftfahrzeugs kommen. Um diese Schwankungen zu eliminieren, wird die kurzfristige Unterdeckung an elektrischer Energie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch den Energiespeicher, beispielsweise der Batterie des Kraftfahrzeugs, gepuffert, so dass die Differenz zwischen der benötigten und der erzeugten elektrischen Leistung durch den Energiespeicher im Bordnetz abgedeckt wird. Due to the temporary disconnection of the generator from the Internal combustion engine can be light, temporary Voltage fluctuations in the vehicle electrical system come. Around To eliminate fluctuations, the short-term shortage of electrical Energy in a preferred embodiment of the invention by the Energy storage, for example the battery of the motor vehicle, buffered so that the difference between the required and the generated electrical power is covered by the energy storage in the vehicle electrical system.
Die Erfindung erlaubt eine komfortable Auslegung des Motors (rascher Drehmomentaufbau bei Bedarf) mit optimalen Zündwinkeln ohne Zündwinkelvorhalt. Dies ergibt einen günstigen Wirkungsgrad und geringen Verbrauch. The invention allows a comfortable design of the engine (faster Torque build-up if necessary) with optimal ignition angles without ignition angle reserve. This results in low efficiency and low consumption.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Further features and advantages of the invention will appear from the following Description of preferred embodiments.
Fig. 1A und 1B zeigen schematisch die erfindungsgemäße Drehmomentaufteilung ohne bzw. mit erhöhtem Bedarf an Antriebsmoment. FIGS. 1A and 1B schematically show the torque distribution according to the invention without and with increased need for drive torque.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung. Fig. 2 shows an embodiment of the control device according to the invention.
In Fig. 1A und 1B sind die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Komponenten eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Elektrische Leitungen sind als durchgezogene Linien dargestellt, Steuerleitungen sind gestrichelt dargestellt. In Fig. 1A and 1B, the elements essential for understanding the invention are shown components of a motor vehicle. Electrical lines are shown as solid lines, control lines are shown with dashed lines.
Von einer Brennkraftmaschine 1 wird mechanische Leistung bereitgestellt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 wird durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung 1a überwacht. Die Brennkraftmaschine 1 wird von einer Motorsteuerung 2 gesteuert, welche ihrerseits u. a. auf eine Lastvorgabeeinrichtung 3 sowie die Drehzahl reagiert, die ihr von der Drehzahlerfassungseinrichtung 1a mitgeteilt wird. Die Lastvorgabeeinrichtung 3 ist im wesentlichen - wie in der Zeichnung angedeutet - ein Fahrpedal, dessen Anstellwinkel erfasst wird. Als Lastvorgaben können aber auch das Übersetzungsverhältnis eines (nicht dargestellten) Getriebes oder Steuergrößen eines "Tempomats" etc. in die Steuerung der Brennkraftmaschine 1 durch die Motorsteuerung 2 mit einfließen. Durch die Lastvorgabeeinrichtung 3 wird ein Sollwert für die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 vorgegeben, auf den sich das Verfahren im weiteren bezieht. Mechanical power is provided by an internal combustion engine 1 . The speed of the internal combustion engine 1 is monitored by a speed detection device 1 a. The internal combustion engine 1 is controlled by an engine control 2 , which in turn reacts, among other things, to a load specification device 3 and the speed that is communicated to it by the speed detection device 1 a. The load specification device 3 is essentially - as indicated in the drawing - an accelerator pedal, the angle of attack of which is detected. However, the gear ratio of a transmission (not shown) or control variables of a "cruise control" etc. can also be included in the control of the internal combustion engine 1 by the engine control 2 as load specifications. The load specification device 3 specifies a setpoint for the speed of the internal combustion engine 1 , to which the method relates in the following.
Die Leistung der Brennkraftmaschine 1 wird über eine Abtriebswelle 4 abgegriffen. Das über diese Abtriebswelle 4 übertragene Drehmoment teilt sich auf in ein Antriebsmoment für den Antrieb mechanischer Verbraucher und ein Generatormoment für den Antrieb eines elektrischen Generators. Mechanische Verbraucher sind in erster Linie ein oder mehrere Antriebsräder 6 des Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus gibt es weitere (nicht dargestellte) mechanische Verbraucher, nämlich beispielsweise eine Servopumpe für eine Lenkunterstützung und einen Kompressor für die Klimaanlage des Fahrzeugs. Die Größe des Antriebsmoments 5 hängt von dem momentanen Leistungsbedarf für den Antrieb dieser mechanischen Verbraucher ab, die in Fig. 1A und 1B alle symbolisch durch ein Antriebsrad 6 für das Kraftfahrzeug dargestellt sind. Die Größe des Generatormoments 7 für den Antrieb eines Drehstromgenerators 8 des Kraftfahrzeugs, hängt von einem momentanen elektrischen Leistungsbedarf in einem Bordnetz 9 des Kraftfahrzeugs ab. Das Bordnetz 9 umfasst als Komponenten elektrische Verbraucher und einen wiederaufladbaren Akkumulator (Starterbatterie, Versorgungsbatterie). The power of the internal combustion engine 1 is tapped via an output shaft 4 . The torque transmitted via this output shaft 4 is divided into a drive torque for driving mechanical consumers and a generator torque for driving an electrical generator. Mechanical consumers are primarily one or more drive wheels 6 of the motor vehicle. In addition, there are other mechanical consumers (not shown), namely, for example, a servo pump for steering assistance and a compressor for the air conditioning system of the vehicle. The size of the drive torque 5 depends on the instantaneous power requirement for driving these mechanical consumers, all of which are symbolically represented in FIGS. 1A and 1B by a drive wheel 6 for the motor vehicle. The size of the generator torque 7 for driving a three-phase generator 8 of the motor vehicle depends on an instantaneous electrical power requirement in an electrical system 9 of the motor vehicle. The vehicle electrical system 9 comprises, as components, electrical consumers and a rechargeable accumulator (starter battery, supply battery).
Die Aufteilung des von der Brennkraftmaschine 1 erzeugten Drehmoments in ein Antriebsmoment 5 und ein Generatormoment 7 ist - nicht maßstäblich - in Fig. 1A durch einen sich verzweigenden Pfeil angedeutet. Es wird deutlich, dass ein nicht unwesentlicher Teil der Leistung der Brennkraftmaschine 1 zur Versorgung von dem Bordnetz 9 dient. Dieser Teil der Leistung der Brennkraftmaschine 1 steht auch dann nicht zur Verfügung, wenn beispielsweise die Klimaanlage eingeschaltet wird und dazu der Kompressor aktiviert wird. Ein weiteres Beispiel ist es, wenn das Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit, d. h. niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 gegen einen Randstein rollt und der Fahrer die Lenkung gegen einen großen Widerstand betätigt (Einparken). In beiden Fällen kann es zu einer Überlastung der Brennkraftmaschine 1 kommen, mit der Folge, dass sie abstirbt. The division of the torque generated by the internal combustion engine 1 into a drive torque 5 and a generator torque 7 is - not to scale - indicated in FIG. 1A by a branching arrow. It is clear that a not insignificant part of the power of the internal combustion engine 1 is used to supply the vehicle electrical system 9 . This part of the power of the internal combustion engine 1 is also not available if, for example, the air conditioning system is switched on and the compressor is activated for this purpose. Another example is when the vehicle is at low speed, ie, low speed of the internal combustion engine 1 rolls against a curb and the driver steering against a large resistance is operated (parking). In both cases, the internal combustion engine 1 may be overloaded, with the result that it dies.
In Fig. 1B ist die Aufteilung des Drehmoments von der Brennkraftmaschine 1 in einem Fall der drohenden Überlastung der Brennkraftmaschine 1 durch erhöhten Drehmomentbedarf bei Anwendung der Erfindung gezeigt. In Fig. 1B, the division of the torque from the internal combustion engine 1 in one case, the threat of overloading of the internal combustion engine 1 is shown by increased torque demand at the application of the invention.
Erkennt das erfindungsgemäße Steuerungssystem aus Motorsteuerung 2, Drehzahlerfassungseinrichtung 1a und Drehstromgenerator 8, dass ein erhöhter Bedarf an Antriebsmoment besteht, da die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 deutlich unter den von der Lastvorgabeeinrichtung 3 vorgegebenen Sollwert sinkt, so wird die Abzweigung von Drehmoment an den Drehstromgenerator 8 unterbrochen, so dass das gesamte von der Brennkraftmaschine 1 erzeugte Drehmoment für den Antrieb der mechanischen Verbraucher, symbolisiert durch das Rad 6, außer dem Drehstromgenerator zur Verfügung steht. Der Pfeil 5, der das Antriebsmoment darstellt, hat in diesem Fall dieselbe Breite wie die beiden Pfeile 5 und 7 in Fig. 1A zusammen, der Pfeil 7, der das Generatormoment darstellt, ist dagegen unterbrochen. Der Vergleich wird in Fig. 1B durch den durchgezogenen Pfeil 5 und den sich verzweigenden gestrichelten Pfeil veranschaulicht. Der gestrichelte Pfeil ist zur Verdeutlichung in seinem Zweig zum Generator 8 durchkreuzt. If the control system according to the invention from engine control 2 , speed detection device 1 a and three-phase generator 8 recognizes that there is an increased need for drive torque, since the speed of the internal combustion engine 1 drops significantly below the target value specified by the load setting device 3 , the torque is diverted to the three-phase generator 8 interrupted, so that the entire torque generated by the internal combustion engine 1 for driving the mechanical consumers, symbolized by the wheel 6 , is available in addition to the three-phase generator. In this case, arrow 5 , which represents the drive torque, has the same width as the two arrows 5 and 7 in FIG. 1A together, while arrow 7 , which represents the generator torque, is interrupted. The comparison is illustrated in FIG. 1B by the solid arrow 5 and the branched dashed arrow. The dashed arrow is crossed in its branch to generator 8 for clarification.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Steuerung und Steuervorrichtung des Drehstromgenerators 8 gezeigt, mit der sich das Generatormoment wie oben beschrieben reduzieren lässt, wenn Bedarf an Antriebsmoment besteht. Elektrische Leitungen sind als durchgezogene Linien dargestellt, Steuerleitungen sind gestrichelt dargestellt. FIG. 2 shows an embodiment of the control and control device of the three-phase generator 8 , with which the generator torque can be reduced as described above if there is a need for drive torque. Electrical lines are shown as solid lines, control lines are shown with dashed lines.
Sobald ein Laständerungssignal durch die Drehzahlerfassungseinrichtung 1a in Abhängigkeit von einem deutlichen Absinken der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und damit in Abhängigkeit des momentanen mechanischen Leistungsbedarfs an die Motorsteuerung 2 ausgegeben wird, wird geprüft, ob es notwendig ist, das gesamte von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment für den Antrieb der mechanischen Verbraucher außer dem Drehstromgenerator zu verwenden. Wenn dem so ist, wird das Generatormoment 7 verringert, indem der Erregerstrom IEr, des Generators reduziert wird. Der Drehstromgenerator weist eine Erregerspule 10 auf, mit der ein Magnetfeld erzeugt wird, in dem sich ein Anker mit drei Generatorwicklungen 11 bewegt. Die Spannung der drei Generatorwicklungen 11 wird jeweils durch Gleichrichter 12 gleichgerichtet, und die elektrische Leistung wird in das Bordnetz 9 eingespeist bzw. zur Erzeugung des Erregerstroms IERverwendet. In dem Bordnetz 9 sind eine wiederaufladbare Versorgungsbatterie 13 (mit nicht dargestelltem Ladegerät) und mehrere Verbraucher 14 miteinander verbunden. As soon as a load change signal is output by the speed detection device 1 a as a function of a significant drop in the speed of the internal combustion engine 1 and thus as a function of the instantaneous mechanical power requirement to the engine control 2 , it is checked whether it is necessary to use the entire torque generated by the internal combustion engine to use the drive of the mechanical consumers other than the alternator If so, the generator torque 7 is reduced by reducing the excitation current I Er , of the generator. The three-phase generator has an excitation coil 10 , with which a magnetic field is generated in which an armature with three generator windings 11 moves. The voltage of the three generator windings 11 is rectified by rectifiers 12 , and the electrical power is fed into the vehicle electrical system 9 or used to generate the excitation current I ER . In the vehicle electrical system 9 , a rechargeable supply battery 13 (with a charger (not shown)) and several consumers 14 are connected to one another.
Der Erregerstrom durch die Erregerspule 10 wird durch eine Treiberschaltung 15 gesteuert, die hier schematisch durch einen Transistor dargestellt ist, in dessen Kollektorkreis eine Freilaufdiode für die induktive Last geschaltet ist. Die Treiberschaltung wird ihrerseits durch externe Größen gesteuert, beispielsweise durch die Motorsteuerung 2. The excitation current through the excitation coil 10 is controlled by a driver circuit 15 , which is represented here schematically by a transistor, in the collector circuit of which a free-wheeling diode for the inductive load is connected. The driver circuit is in turn controlled by external variables, for example by the engine control 2 .
Wird der Bedarf an Antriebsmoment innerhalb einer kurzen Zeitspanne deutlich über den bisherigen angehoben, d. h. sinkt die Drehzahl der Brennkraftmaschine deutlich ab, wird in der Ausführungsform nach Fig. 12 aufgrund des entsprechenden Laständerungssignals durch eine Einrichtung 16 der Arbeitspunkt der Treiberschaltung 15 neu eingestellt, die durch die Drehzahlerfassung 1a gesteuert wird. Je nach Ausgangssignal der Drehzahlerfassung 1a wird dadurch der Erregerstrom IErr für den Drehstromgenerator verringert oder vergrößert. Dadurch sinkt die von dem Drehstromgenerator 8 erzeugte elektrische Leistung. Ebenfalls sinkt damit das von dem Drehstromgenerator 8 benötigte Generatormoment 7, und um den entsprechenden Betrag vergrößert sich das Antriebsmoment 5 für die mechanischen Verbraucher. If the demand for drive torque is increased significantly above the previous one within a short period of time, ie if the speed of the internal combustion engine drops significantly, the operating point of the driver circuit 15 is reset by a device 16 in the embodiment according to FIG. 12 on the basis of the corresponding load change signal the speed detection 1 a is controlled. Depending on the output signal of the speed detection 1 a, the excitation current I Err for the three-phase generator is thereby reduced or increased. As a result, the electrical power generated by the three-phase generator 8 drops. This also reduces the generator torque 7 required by the three-phase generator 8 , and the drive torque 5 for the mechanical consumers increases by the corresponding amount.
Der Erregerstrom IErr wird durch die Arbeitspunkteinstellungseinrichtung 16 vorzugsweise graduell verringert, weshalb die Arbeitspunkteinstellung 16 durch ein Potentiometer dargestellt ist. Wenn der Grad der Verringerung des Erregerstroms IErr ausschließlich von dem momentanen Bedarf an Drehmoment bestimmt wird, so bilden der Drehstromgenerator 8, die Drehzahlerfassungseinrichtung 1a und die Treiberschaltung 15 mit der Arbeitspunkteinstellung 16 einen Regelkreis, mit dem die Drehzahl auf einen Sollwert eingeregelt wird, der durch den momentane Drehmomentbedarf vorgegeben ist. The excitation current I Err is preferably gradually reduced by the operating point setting device 16 , which is why the operating point setting 16 is represented by a potentiometer. If the degree of reduction of the excitation current I Err is determined exclusively by the current demand for torque, then the three-phase generator 8 , the speed detection device 1 a and the driver circuit 15 with the operating point setting 16 form a control circuit with which the speed is adjusted to a desired value, which is determined by the current torque requirement.
Der Erregerstrom IErr des Drehstromgenerators 8 kann insbesondere ganz unterbrochen werden, wenn die Zunahme des vorgegebenen momentanen mechanischen Leistungsbedarfs über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. In diesem Fall sinkt das Generatormoment 7 im wesentlichen auf Null, so dass das gesamte von der Brennkraftmaschine 1 erzeugte Drehmoment den mechanischen Verbrauchern zur Verfügung steht. The excitation current I Err of the three-phase generator 8 can in particular be completely interrupted if the increase in the predetermined instantaneous mechanical power requirement is above a predetermined threshold value. In this case, the generator torque 7 drops substantially to zero, so that the entire torque generated by the internal combustion engine 1 is available to the mechanical consumers.
Unabhängig davon, ob der Generator nur teilweise "heruntergefahren" wird oder zeitweilig ganz abgeschaltet wird, wird die Differenz zwischen der benötigten und der erzeugten elektrischen Leistung durch die Versorgungsbatterie 13 in dem Bordnetz 9 abgedeckt, so dass im Idealfall ein Fahrzeuginsasse von der Reduzierung der elektrischen Leistung des Drehstromgenerators wenig oder gar nichts erfährt. Bis die Füllung des Motors erhöht wird und das ursprünglich benötigte Drehmoment über die Füllung wieder erreicht wird, wird das Generatormoment 7 wieder auf den ursprünglichen Wert geregelt. Regardless of whether the generator is only partially "shut down" or temporarily switched off completely, the difference between the required and the generated electrical power is covered by the supply battery 13 in the vehicle electrical system 9 , so that ideally a vehicle occupant is reduced by the reduction in electrical power Performance of the three-phase generator experiences little or nothing. The generator torque 7 is regulated back to the original value until the filling of the engine is increased and the originally required torque is reached again via the filling.
Bisher wurde beschrieben, dass der Drehmomentbedarf das momentan erzeugte Drehmoment übersteigt und deswegen der Drehstromgenerator 8 selektiv ganz oder teilweise abgeschaltet wird. Im umgekehrten Fall, bei dem ein rascher Aufbau des Antriebsmoments durch kurzfristiges Absenken des Drehmoments, welches der Generator von der Kurbelwelle abnimmt, ermöglicht werden soll, d. h. bei dem folglich grundsätzlich ein Generatormomentvorhalt das Drehmoment der Brennkraftmaschine bzw. das Antriebsmoment reduziert und bei dem somit das erzeugte Generatormoment den elektrischen Bedarf übersteigt, kann die erfindungsgemäße Steuerung des Drehstromaggregats auch dazu verwendet werden, das überschüssige Drehmoment "abzuschöpfen", beispielsweise um damit den (nicht dargestellten) Energiespeicher aufzuladen. So far it has been described that the torque requirement exceeds the torque currently being generated and therefore the three-phase generator 8 is selectively switched off completely or partially. In the opposite case, in which a rapid build-up of the drive torque is to be made possible by briefly lowering the torque which the generator removes from the crankshaft, i.e. in which consequently a generator torque reserve basically reduces the torque of the internal combustion engine or the drive torque and in which the generated generator torque exceeds the electrical requirement, the control of the three-phase generator according to the invention can also be used to "skim" the excess torque, for example to charge the energy storage (not shown).
So lässt sich mit der erfindungsgemäßen Steuerung des Drehstromgenerators 8
insgesamt ein gleichmäßigerer Lauf der Brennkraftmaschine sicherstellen.
Bezugszeichen
1 Brennkraftmaschine,
1a Drehzahlerfassung
2 Motorsteuerung
3 Lastvorgabeeinrichtung, Fahrpedal
4 Abtriebswelle
5 Antriebsmoment
6 Antriebsrad
7 Generatormoment
8 Drehstromgenerator
9 Bordnetz
10 Erregerspule
11 Generatorwicklungen
12 Gleichrichter
13 Versorgungsbatterie
14 Verbraucher
15 Treiberschaltung für Drehstromgenerator
16 Arbeitspunkteinstellung von Erregerstromsteuerung
In this way, the control of the three-phase generator 8 according to the invention overall ensures a more uniform running of the internal combustion engine. Reference numeral 1 internal combustion engine,
1 a speed detection
2 engine control
3 Load specification device, accelerator pedal
4 output shaft
5 drive torque
6 drive wheel
7 generator torque
8 three-phase generator
9 Vehicle electrical system
10 excitation coil
11 generator windings
12 rectifiers
13 supply battery
14 consumers
15 driver circuit for three-phase generator
16 operating point setting of excitation current control
Claims (7)
wenigstens eines mechanischen Verbrauchers (6) mit einem Antriebsmoment (5) in Abhängigkeit von einem momentanen mechanischen Leistungsbedarf und
des Drehstromgenerators (8) mit einem Generatormoment (7) in Abhängigkeit von einem momentanen elektrischen Leistungsbedarf,
wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung (1a) erfasst wird,
gekennzeichnet durch die Schritte:
Vergleichen der erfassten Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) mit einem vorgegebenen Sollwert und Ausgeben eines Laständerungssignals in Abhängigkeit von dem Vergleich durch die Drehzahlerfassungseinrichtung, Anpassen des Generatormoments (7) durch eine Generatorsteuerungseinrichtung (10, 15, 16) in Abhängigkeit von dem Laständerungssignal zum Einstellen des Antriebsmoments (5), so dass die erfasste Drehzahl dem vorgegebenen Sollwert entspricht. 1. A method for controlling a three-phase generator for generating electrical power for an electrical system ( 9 ) in a motor vehicle, which comprises an internal combustion engine ( 1 ) for driving
at least one mechanical consumer ( 6 ) with a drive torque ( 5 ) as a function of an instantaneous mechanical power requirement and
the three-phase generator ( 8 ) with a generator torque ( 7 ) as a function of an instantaneous electrical power requirement,
wherein the speed of the internal combustion engine ( 1 ) is detected by a speed detection device ( 1 a),
characterized by the steps:
Comparing the detected speed of the internal combustion engine ( 1 ) with a predetermined target value and outputting a load change signal as a function of the comparison by the speed detection device, adjusting the generator torque ( 7 ) by a generator control device ( 10 , 15 , 16 ) as a function of the load change signal for setting the Drive torque ( 5 ) so that the detected speed corresponds to the specified setpoint.
wenigstens eines mechanischen Verbrauchers (6) mit einem Antriebsmoment (5) in Abhängigkeit von einem momentanen mechanischen Leistungsbedarf und
des Drehstromgenerators (8) mit einem Generatormoment (7) in Abhängigkeit von einem momentanen elektrischen Leistungsbedarf,
wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung (1a) erfasst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehzahlerfassungseinrichtung (1a) die erfasste Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht und ein Laständerungssignal in Abhängigkeit von dem Vergleich ausgibt, und
eine Generatorsteuerungseinrichtung (10, 15, 16) das Generatormoment (7) in Abhängigkeit von dem Laständerungssignal anpasst, so dass die erfasste Drehzahl dem vorgegebenen Sollwert entspricht. 6. Device for controlling a three-phase generator for generating electrical power for an electrical system ( 9 ) in a motor vehicle, which comprises an internal combustion engine ( 1 ) for driving
at least one mechanical consumer ( 6 ) with a drive torque ( 5 ) as a function of an instantaneous mechanical power requirement and
the three-phase generator ( 8 ) with a generator torque ( 7 ) as a function of an instantaneous electrical power requirement,
wherein the speed of the internal combustion engine ( 1 ) is detected by a speed detection device ( 1 a),
characterized in that
(1 a) compares the speed detection means, the detected speed of the internal combustion engine (1) with a predetermined threshold and outputs a load change signal in response to the comparison, and
a generator control device ( 10 , 15 , 16 ) adjusts the generator torque ( 7 ) as a function of the load change signal, so that the detected speed corresponds to the predetermined target value.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004016559A1 (en) * | 2004-04-03 | 2005-10-27 | Volkswagen Ag | Method for operating a hybrid motor vehicle |
| WO2007113123A1 (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine of a hybrid drive in idle mode |
| US7294991B2 (en) | 2005-01-25 | 2007-11-13 | Denso Corporation | Method and apparatus for calculating/controlling power generation torque |
| US7394227B2 (en) | 2005-10-17 | 2008-07-01 | Denso Corporation | Power generation control apparatus for vehicle |
| US8022677B2 (en) | 2003-12-24 | 2011-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Electrical device and operating method |
| US8131414B2 (en) | 2007-11-19 | 2012-03-06 | Magna Powertrain Ag & Co Kg | Energy supply system and energy supply method for vehicle subsystems |
| DE102013004008A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and arrangement for adjusting a drive torque or a drive power |
| US9586594B2 (en) | 2013-04-26 | 2017-03-07 | Audi Ag | Motor vehicle having a generator load-dependent engine control |
| DE102006047609B4 (en) | 2006-10-09 | 2022-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a hybrid drive of a vehicle |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02267336A (en) * | 1989-04-05 | 1990-11-01 | Nippondenso Co Ltd | Control device for on-vehicle generator |
| JP2651030B2 (en) * | 1990-01-17 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | Generator control device and control method, and vehicular generator control device and control method using the same |
| JP2528995B2 (en) * | 1990-03-19 | 1996-08-28 | 株式会社日立製作所 | In-vehicle generator control system |
| JPH0412639A (en) * | 1990-04-27 | 1992-01-17 | Hitachi Ltd | Charging generator for vehicle |
| DE4307907A1 (en) * | 1993-03-12 | 1994-05-05 | Daimler Benz Ag | Control of generator in car - has voltage controlled between maximum and minimum values, dependent on battery state and duration of acceleration |
| DE4440830C2 (en) * | 1994-11-15 | 2002-07-18 | Bayerische Motoren Werke Ag | Process for the electronic control of the excitation current through the excitation winding of a three-phase generator |
| DE19704153C2 (en) * | 1997-02-04 | 2000-10-19 | Isad Electronic Sys Gmbh & Co | Drive system, in particular for a motor vehicle and method for counteracting a change in the idle speed in a drive system |
| DE19838248A1 (en) * | 1998-08-22 | 2000-03-02 | Volkswagen Ag | Process for controlling electrical consumers |
| DE19858348B4 (en) * | 1998-12-17 | 2004-04-15 | Continental Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Ohg | Vehicle drive system |
| DE19961943A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-07-12 | Bosch Gmbh Robert | Control method of an internal combustion engine when a backwards movement of the wheel is detected, involves modification of the ignition angle and the air intake ratio |
| DE10023509A1 (en) * | 2000-05-13 | 2001-08-23 | Audi Ag | Device for regulating generator driven by motor vehicle internal combustion engine reduces generator output power on leaving predetermined range of control parameter values |
| JP4124729B2 (en) * | 2001-08-15 | 2008-07-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Stabilizing onboard power supply networks by creating energy that can be used for a short time |
-
2003
- 2003-03-04 DE DE10309326A patent/DE10309326B4/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8022677B2 (en) | 2003-12-24 | 2011-09-20 | Robert Bosch Gmbh | Electrical device and operating method |
| DE102004016559A1 (en) * | 2004-04-03 | 2005-10-27 | Volkswagen Ag | Method for operating a hybrid motor vehicle |
| US7305965B2 (en) | 2004-04-03 | 2007-12-11 | Volkswagen Ag | Method for operating a hybrid motor vehicle |
| US7294991B2 (en) | 2005-01-25 | 2007-11-13 | Denso Corporation | Method and apparatus for calculating/controlling power generation torque |
| US7394227B2 (en) | 2005-10-17 | 2008-07-01 | Denso Corporation | Power generation control apparatus for vehicle |
| WO2007113123A1 (en) * | 2006-04-06 | 2007-10-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating an internal combustion engine of a hybrid drive in idle mode |
| DE102006047609B4 (en) | 2006-10-09 | 2022-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a hybrid drive of a vehicle |
| US8131414B2 (en) | 2007-11-19 | 2012-03-06 | Magna Powertrain Ag & Co Kg | Energy supply system and energy supply method for vehicle subsystems |
| DE102013004008A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and arrangement for adjusting a drive torque or a drive power |
| DE102013004008B4 (en) * | 2013-03-08 | 2015-10-22 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and arrangement for adjusting a drive torque or a drive power |
| US9586594B2 (en) | 2013-04-26 | 2017-03-07 | Audi Ag | Motor vehicle having a generator load-dependent engine control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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