DE3729968C2

DE3729968C2 -

Info

Publication number: DE3729968C2
Application number: DE3729968A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 6090 Ruesselsheim De Habelmann; Michael Von Dipl.-Ing. 6500 Mainz De Schweinitz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1990-05-10
Also published as: DE3729968A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei derartigen Spannungsversorgungseinrichtungen werden die zugeschalteten elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs jeweils dann vom Akkumulator mit Energie versorgt, wenn der Motor ausgeschaltet ist oder bei laufendem Motor die vom Generator erzeugte Leistung nicht ausreicht. Da die im Akkumulator gespeicherte Energie begrenzt ist, muß der Akkumulator während des normalen Fahrbetriebs durch den Generator immer wieder aufgeladen werden.

Wird der Akkumulator bei ausgeschaltetem Motor oder in der Leerlaufphase des Motors zu lange belastet, so wird der Akkumulator so weit entladen, daß die für einen darauffolgenden Startvorgang erforderliche Energie nicht mehr zur Verfügung steht.

Bei einer aus der DE-PS 34 07 209 bekannten Spannungsversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art liefert ein Regler in Abhängigkeit von der momentanen Betriebsspannung des Akkumulators den Feldstrom für einen eine Y-förmige Ankerwicklung sowie eine den Feldstrom führende Feldwicklung umfassenden Wechselstromgenerator. Die Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators ist abhängig vom Wert des vom Regler bestimmten Feldstroms sowie von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors. Der jeweilige Feldstrom des Wechselstromgenerators wird erfaßt und durch eine entsprechende Nachstellung der Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs oder bei einem vorbestimmten Wert gehalten.

Auch bei einer in der US 44 24 477 beschriebenen Spannungsversorgungseinrichtung wird ebenfalls die jeweilige Betriebsspannung des Akkumulators überwacht. Fällt die momentane Betriebsspannung des Akkumulators unter einen vorgegebenen Wert, so wird durch eine entsprechende Nachstellung der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors für eine Kompensation gesorgt.

Bei diesen Stromversorgungseinrichtungen wird demnach die Leerlaufdrehzahl des Motors stets in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsspannung geregelt. Bei einem bestimmten Abfall der am Akkumulator anliegenden Betriebsspannung wird die Leerlaufdrehzahl des Motors und damit die vom Generator abgegebene Leistung erhöht. Die Leerlaufdrehzahl wird hierbei so verändert, daß sich wieder die ursprüngliche Nenn-Betriebsspannung einstellt, bzw. die Betriebsspannung oberhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt.

Der Akkumulator des Kraftfahrzeugs kann jedoch auch bei konstant bleibender Betriebsspannung belastet sein. Die hierbei stattfindende unbemerkte Entladung des Akkumulators bringt nun insbesondere bei längeren Leerlaufphasen, wie beispielsweise im Falle eines Verkehrsstaus, die Gefahr mit sich, daß die Energie für einen ggf. erforderlichen neuen Startvorgang nicht mehr zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungsver sorgungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zubilden, daß während eines Leerlaufs des Kraftfahrzeugmotors zuverlässig und eindeutig auf einfache Weise jegliche Belastung des Akkumulators ausgeschlossen wird.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Regelung der Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit vom Entladestrom des Akkumulators werden auf einfachste und zuverlässige Weise stets auch solche Belastungen des Akkumulators berücksichtigt, die sich noch nicht in einer Änderung der Betriebsspannung niederschlagen.

Der erfaßte Akkumulatorstrom gibt eindeutig Auskunft darüber, wann der Akkumulator Energie an die Verbraucher des Kraftfahrzeugs abgibt und die vom Generator erzeugte Leistung demzufolge zu gering ist. Sobald ein Entladestrom auftritt, wird die Leerlaufdrehzahl so lange erhöht, bis infolge der entsprechend vergrößerten Leistung des Generators eine Belastung des Akkumulators nicht mehr gegeben ist.

Das für eine solche Regelung der Leerlaufdrehzahl herangezogene Regelsignal ist zweckmäßigerweise zum Entladestrom des Akkumulators proportional.

Dem Akkumulator ist vorteilhafterweise ein Stromsensor zugeordnet, dessen Ausgangs-Stromsignal zur Bildung des Regelsignals einem Strom-Spannungswandler zugeführt ist. Als Stromsensor wird vorzugsweise ein Hall-Sensor verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, den Akkumulatorstrom praktisch ohne zusätzliche Belastung des Akkumulators zu erfassen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl spannungsgesteuert ist und die der Einrichtung zugeführte Regelspannung durch die Differenzspannung zwischen der am Akkumulator oder Generator anliegenden Betriebsspannung und dem vom Entladestrom abhängigen, in ein Spannungssignal umgewandelten Regelsignal gebildet ist. Der hierbei verwendete Stromsensor ist zweckmäßigerweise wieder ein Hall-Sensor, dessen Ausgangs-Stromsignal zur Bildung der Spannungsdifferenz in ein Spannungssignal umgewandelt wird. Zweckmäßigerweise liefert der Strom-Spannungswandler eine Ausgangsspannung Null, wenn der vom Stromsensor erfaßte Akkumulator strom einem Ladestrom entspricht.

Die der Einrichtung zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl zuge führte Regelspannung fällt demnach mit steigendem Entladestrom. Beim Auftreten eines solchen Entladestroms wird die Leerlaufdrehzahl so weit erhöht, bis die der Steuereinrichtung als Regelspannung zugeführte Differenzspannung wieder der Nennbetriebsspannung entspricht, d. h. der Entladestrom Null wird.

Nachdem die die Regelspannung für die Steuereinrichtung bildende Differenzspannung auch von der momentanen Betriebsspannung abhängt, wird auch eine ggf. auftretende Änderung dieser Betriebsspannung bei der Regelung der Leerlaufdrehzahl berücksichtigt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert; in dieser zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Stromversorgungsein richtung eines Kraftfahrzeugs, und

Fig. 2 ein Funktionsdiagramm zur Verdeutlichung der in der Spannungsversorgungseinrichtung gemäß Fig. 1 durchgeführten Regelung der Leerlaufdrehzahl.

Die in Fig. 1 gezeigte Spannungsversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfaßt einen Generator 18, einen Akkumula tor 12 sowie eine Einrichtung 10 zur Regelung der Leerlauf drehzahl des Motors. Der Generator 18 wird vom Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben, so daß die von diesem Generator abgegebene Leistung sich in Abhängigkeit von der Motordreh zahl ändert.

Die negative Klemme des Akkumulators 12 ist über eine Lei tung 22 mit der Masse 28 verbunden.

Der Generator 18 ist zwischen Masse 28 und die positive An schlußklemme des Akkumulators geschaltet.

Der von der negativen Anschlußklemme des Akkumulators 12 zur Masse 28 führenden Leitung 22 ist ein als Hall-Sensor ausge bildeter Stromsensor 14 zugeordnet. Der Ausgang dieses Strom sensors 14 ist über eine Leitung 26 mit einem Strom-Spannungswandler 16 verbunden. Der Stromsensor 14 lie fert über die Leitung 26 ein dem Entladestrom I _e des Akkumu lators 12 proportionales Ausgangs-Stromsignal, das im Strom-Spannungswandler 16 zur Bildung eines Regelsignals U _e in eine Spannung umgewandelt wird. Der Strom-Spannungswand ler 16 liefert eine Ausgangsspannung Null, wenn der vom als Hall-Sensor ausgebildeten Stromsensor 14 erfaßte Akkumulator strom einem Ladestrom entspricht.

Das am Ausgang des Strom-Spannungswandlers 16 auftretende Spannungs- bzw. Regelsignal U _e ist dem einen Eingang einer Differenzstufe 20 zugeführt. Der andere Eingang dieser Diffe renzstufe 20 ist mit der positiven Anschlußklemme des Akkumu lators 12 und dem nicht an Masse liegenden Anschluß des Gene rators 18 verbunden.

Die Einrichtung 10 zur Regelung der Leerlaufdrehzahl des Kraftfahrzeugmotors ist mit einem Eingang über die Leitung 24 an den Ausgang der Differenzstufe 20 und mit dem anderen Eingang an Masse 28 angeschlossen.

Die Differenzstufe 20 liefert eine Differenzspannung aus der am Akkumulator 12 und dem Generator 18 anliegenden Betriebs spannung U _B und dem absoluten Betrag des vom Strom-Spannungs wandlers 16 gelieferten Regelsignals U _e. Diese am Ausgang der Differenzstufe 20 auftretende Differenzspannung wird der Einrichtung 10 zur Regelung der Leerlaufdrehzahl als Regel spannung U _r zugeführt.

Die Regelung der Leerlaufdrehzahl des Kraftfahrzeugs erfolgt bei dieser Spannungs-Versorgungseinrichtung entsprechend dem in Fig. 2 angegebenen Funktionsdiagramm.

Liefert der als Hall-Sensor ausgebildete Stromsensor 14 kein Stromsignal, so bedeutet dies, daß der Akkumulator 12 unbela stet ist und nicht entladen wird. In diesem Falle erfolgt keine Regelung der Leerlaufdrehzahl des Kraftfahrzeugmotors.

Wird demgegenüber ein Entladestrom I _e des Akkumulators 12 erfaßt, so gibt der Strom-Spannungswandler 16 ein Regelsig nal U _e an die Differenzstufe 20 ab, was dazu führt, daß die der Einrichtung 10 zugeführte Regelspannung U _r kleiner wird.

Daraufhin erhöht die Einrichtung 10 die Leerlaufdrehzahl des Kraftfahrzeugmotors bis zu einem solchen Wert, bei dem die Regelspannung U _r der Nenn-Betriebsspannung entspricht und demnach ein Entladestrom nicht mehr auftritt.

Claims

1. Spannungsversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Akkumulator, einem vom Motor des Kraftfahrzeugs an getriebenen Generator und einer Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl des Motors in Abhängigkeit vom jewei ligen Betriebszustand des Akkumulators, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von einem vom Entlade strom (I _e) des Akkumulators (12) abhängigen Regelsignal (U _e) beaufschlagt ist.

2. Spannungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal (U _e) proportional zum Entladestrom (I _e) des Akkumulators (12) ist.

3. Spannungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumula tor (12) ein Stromsensor (14) zugeordnet ist, dessen Aus gangs-Stromsignal zur Bildung des Regelsignals (U _e) einem Strom-Spannungswandler (16) zugeführt ist.

4. Spannungsversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom-Spannungs wandler (16) eine Ausgangsspannung Null liefert, wenn der vom Stromsensor (14) erfaßte Akkumulatorstrom einem Lade strom entspricht.

5. Spannungsversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor (14) ein Hall-Sensor ist.

6. Spannungsversorgungseinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) zur Regelung der Leerlaufdreh zahl spannungsgesteuert ist und die der Einrichtung (10) zugeführte Regelspannung (U _r) durch die Differenzspannung zwischen der am Akkumulator (12) oder Generator (18) an liegenden Betriebsspannung (U _B) und dem vom Entladestrom (I _e) abhängigen, in ein Spannungssignal umgewandelten Re gelsignal (U _e) gebildet ist.

7. Spannungsversorgungseinrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Akkumulator (12) bzw. am Generator (18) anlie gende Betriebsspannung (U _B) und die Ausgangsspannung des vom Stromsensor (14) beaufschlagten Strom-Spannungswand lers (16) einer Differenzstufe (20) zugeführt sind und die Einrichtung (10) zur Regelung der Leerlaufdrehzahl vom Ausgangssignal der Differenzstufe (20) beaufschlagbar ist.