專利名稱：帶有過壓監(jiān)控的發(fā)電機裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機裝置，該發(fā)電機裝置尤其被設(shè)置用于提供在汽車的車載電 網(wǎng)中所需的直流電壓，并且該發(fā)電機裝置具有用于過壓監(jiān)控的裝置。
現(xiàn)有技術(shù)已知的是，借助發(fā)電機調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓。發(fā)電機的輸出電壓與多 個影響參數(shù)有關(guān)，轉(zhuǎn)速、車載電網(wǎng)中的電負(fù)荷、啟動電池的充電狀態(tài)以及溫度都屬于所述影 響參數(shù)。為了在車載電網(wǎng)中產(chǎn)生恒定的電壓，發(fā)電機調(diào)節(jié)器在預(yù)給定的界限內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)電機 的輸出電壓。這種調(diào)節(jié)通過流過發(fā)電機的激勵線圈的激勵電流的適配來實現(xiàn)。為了激勵電 流的適配，改變由激勵控制裝置所提供的針對開關(guān)晶體管的PWM控制信號的占空比。在將高側(cè)晶體管用作發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開關(guān)晶體管的情況下，激勵電流被直流電壓 供給端子B+所接收，并且通過該晶體管被引導(dǎo)向激勵線圈。激勵線圈的第二端子與地相連 接。在發(fā)電機的相電壓端子U、V和W上產(chǎn)生的交流電壓在具有多個支路的整流裝置中 被整流并且被提供給汽車的車載電網(wǎng)，并且也被導(dǎo)送給發(fā)電機調(diào)節(jié)器的所述直流電壓供給 端子。此外，發(fā)電機調(diào)節(jié)器也與發(fā)電機的相電壓端子相連接，以便分析處理發(fā)電機的相 電壓。發(fā)電機調(diào)節(jié)器具有調(diào)節(jié)器控制裝置，調(diào)節(jié)器控制裝置提供用于發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開 關(guān)晶體管的開關(guān)信號，并且作為輸入信號將處于直流電壓供給端子B+上的直流電壓以及 發(fā)電機的相電壓之一饋送給該調(diào)節(jié)器控制裝置。在現(xiàn)在處于串聯(lián)的發(fā)電機調(diào)節(jié)器中，執(zhí)行如下功能該功能在卸載的情況下阻止 發(fā)電機的完全去激勵。為此目的，當(dāng)該相電壓超過一個預(yù)給定的值時，發(fā)電機調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié) 器控制裝置監(jiān)控饋送給它的相電壓并且改變針對開關(guān)晶體管的開關(guān)信號。發(fā)電機調(diào)節(jié)器的相電壓端子是在發(fā)電機調(diào)節(jié)器和屬于該發(fā)電機的整流裝置之間 的機械的例如擰緊的連接，其中所述的相電壓在整流支路的兩個二極管之間的連接點上被 提取。在發(fā)電機調(diào)節(jié)器與整流裝置之間的所述連接上，可以基于不同的錯誤模式設(shè)定接觸 電阻。根據(jù)接觸電阻的高度這導(dǎo)致電壓降。借助該電壓降，調(diào)節(jié)器控制裝置識別出存在過 小的相電壓。在不利的情況下，該電壓降為如此大小即低于調(diào)節(jié)器控制裝置的被分配給該 相電壓的作用閾值。由此進(jìn)行對于調(diào)節(jié)的作用(Eingriff)，通過所述調(diào)節(jié)可能在車載電網(wǎng) 中形成過壓。已知的是，這種過壓的出現(xiàn)通過限定最大允許的激勵電流或占空比來對抗。但是， 實際上盡管有這種限定，工作點還是可能被調(diào)節(jié)到過壓。也已知的是，在監(jiān)控相引導(dǎo)電阻(Phasenzuleiungswiderstand)的意義上，通過 在查詢路徑中的電流調(diào)制來分析處理由此所得到的電壓差，并且然后當(dāng)電壓差超過預(yù)給定 的閾值時，將調(diào)節(jié)作用去激活。但是這種策略是費事的，因為相電壓信號是具有高的電壓動 態(tài)性的信號。
本發(fā)明的優(yōu)點具有權(quán)利要求1的特征的發(fā)電機裝置相比而言具有優(yōu)點，在調(diào)節(jié)作用期間通過相 電壓進(jìn)行，進(jìn)行對由調(diào)節(jié)器控制裝置提供的開關(guān)信號的附加監(jiān)控，以便避免過高激勵的狀 態(tài)并且由此避免在車載電網(wǎng)中出現(xiàn)過壓。這基本上通過如下方式來實現(xiàn)當(dāng)在對相電壓的 調(diào)節(jié)作用期間處于工作電壓端子B+上的、被提供的直流電壓在預(yù)給定的持續(xù)時間中超過 預(yù)給定的極限值，則發(fā)電機調(diào)節(jié)器將該相電壓的調(diào)節(jié)作用去激活。本發(fā)明的發(fā)電機裝置的其他有利的特性由其借助附圖的示例性闡述中得到。附1示出了本發(fā)明的發(fā)電機裝置的電路圖。圖2示出了在

圖1中示出的發(fā)電機調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器控制裝置的詳細(xì)示圖。描述圖1示出了本發(fā)明的發(fā)電機裝置的電路圖。所示的發(fā)電機裝置11具有發(fā)電機調(diào) 節(jié)器1和發(fā)電機單元10，該發(fā)電機單元10在其輸出端上為汽車的車載電網(wǎng)12提供直流供 電電壓。發(fā)電機單元10具有發(fā)電機2和整流裝置9。發(fā)電機2包括激勵線圈5和未詳細(xì)示 出的相繞組，其例如以星型連接或三角連接的形式彼此相互連接。發(fā)電機2在其相電壓端 子U、V和W上提供交流電壓，所示交流電壓被饋送給連接在后面的整流裝置9。可代替所 示實施例地，也可以存在不同數(shù)目的相或相電壓端子。整流裝置9包括3個支路，這三個支路中的每一個都具有兩個二極管和其它適當(dāng) 組件的串聯(lián)電路，并且被分配給該發(fā)電機的其它相電壓端子之一。發(fā)電機2的相電壓端子U與在第一整流支路的二極管Dl和D4之間的連接點相連 接。發(fā)電機2的相電壓端子V被連接在第二整流支路的二極管D2和D5之間的連接點上。 發(fā)電機2的相電壓端子W與在第三整流支路的二極管D3和D6之間的連接點相連接。二極管D4，D5和D6的陰極相互連接。在那里，發(fā)電機單元10的輸出直流電壓被 提供并且被傳遞給車載電網(wǎng)12。二極管D1、D2和D3的陽極同樣相互連接并且處于地電勢。發(fā)電機2的相電壓端子W此外還通過發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的端子X與發(fā)電機調(diào)節(jié)器1 的調(diào)節(jié)器控制裝置7相連接，并且通過電阻R3和發(fā)電機調(diào)節(jié)器的接地連接與地4相連接。發(fā)電機調(diào)節(jié)器1具有工作電壓端子B+以及其它端子DF，D-和X。此外，發(fā)電機調(diào) 節(jié)器包括調(diào)節(jié)器控制裝置7，該調(diào)節(jié)器控制裝置7設(shè)置有分析處理邏輯。調(diào)節(jié)器控制裝置7 被設(shè)置用于給開關(guān)晶體管6提供PWM控制信號。調(diào)節(jié)器控制裝置7此外還與工作電壓端子 B+相連并且通過接地連接3與地4相連。此外，調(diào)節(jié)器控制裝置7還與發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的 端子X連接，以便接收從發(fā)電機2的相電壓端子W引出的相電壓信號。此外，在圖1所示的裝置還具有激勵電流回路。該激勵電流回路從發(fā)電機調(diào)節(jié)器1 的工作電壓端子B+經(jīng)過發(fā)電機調(diào)節(jié)器的開關(guān)晶體管6、發(fā)電機調(diào)節(jié)器的端子DF、激勵線圈 5、發(fā)電機調(diào)節(jié)器的端子D-和接地連接3向地4延伸。在發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的端子D-和DF 之間或者連接空轉(zhuǎn)二極管8，或者使用具有開關(guān)晶體管的有源的空轉(zhuǎn)裝置(Freilauf)。與工作電壓端子B+相連接并且通過端子X與發(fā)電機2的相電壓端子W相連接的 調(diào)節(jié)器控制裝置7，用控制信號s控制開關(guān)6，使得激勵電流流經(jīng)激勵線圈5，該激勵電流不 僅與在工作電壓端子B+上的直流電壓相關(guān)而且暫時與通過端子X引導(dǎo)給它的相電壓相關(guān)。
圖2示出了調(diào)節(jié)器控制裝置7的詳細(xì)示圖。它具有工作電壓實際值檢測器7a、工 作電壓比較器7b、時間元件(Zeitglied) 7c、開關(guān)元件7d、相電壓檢測器7e和計算單元7f。 具有所述元件的調(diào)節(jié)器控制裝置7優(yōu)選以微計算機或邏輯電路的形式來實現(xiàn)。調(diào)節(jié)器控制 裝置7被設(shè)置用于從饋送給其的輸入信號中確定用于發(fā)電機調(diào)節(jié)器1的開關(guān)晶體管6的控 制信號S。存在于工作電壓端子B+上的工作電壓的實際值屬于計算單元7f的輸入信號，其 中所述工作電壓處于工作電壓實際值檢測器7a的輸出端上。此外，在開關(guān)7d閉合時，相電 壓檢測器7e的輸出信號屬于計算單元7f的輸入信號。借助調(diào)節(jié)器控制裝置如下地進(jìn)行過壓監(jiān)控如果在輸入端X上的相電壓小于預(yù)給定的調(diào)節(jié)閾值，則相電壓檢測器7e經(jīng)過處于 閉合狀態(tài)的開關(guān)7d與計算單元7f相連接，從而計算單元7f生成控制信號s，使得避免發(fā)電 機的完全去激勵。在相電壓作用于該調(diào)節(jié)期間，工作電壓比較器7b如下地監(jiān)控處于工作電壓端子 B+上的直流電壓其是否超過預(yù)給定的上限值UB+max。如果工作電壓比較器7b識別到處于工作電壓端子B+上的直流電壓超過預(yù)給定的 上限值UB+max，則它輸出用于時間元件7c的起動信號。該時間元件7c被調(diào)整到如下地被確 定大小的時間間隔使得由卸載引起的電壓波動通常又被平衡。如果存在如下狀態(tài)在其中通過相電壓檢測器7e的輸出信號作用于所述調(diào)節(jié)，并 且在其中在工作電壓端子B+上的直流電壓超過預(yù)給定的上限值UB+max —個時間段，該時間 段比由時間元件7c預(yù)給定的時間間隔長，則時間元件7c將開關(guān)元件7d帶入到打開狀態(tài)。 在開關(guān)元件7d的打開狀態(tài)中，相電壓對于該調(diào)節(jié)的影響被去激活。作為結(jié)果，基本上與在工作電壓端子B+上的直流電壓相關(guān)地來進(jìn)行另外的調(diào)節(jié)， 該直流電壓通過工作電壓實際值檢測器7a被饋送給計算單元7f。在這種情況下，發(fā)電機在卸載情況下雖然能夠完全被去激勵，但是這通常是僅僅 損害了舒適性，其表現(xiàn)為在車載電網(wǎng)中的短暫電壓擾動。但是以有利的方式避免了出現(xiàn)持 續(xù)較長時間的過壓以及由過壓引起的對于車載電網(wǎng)組件的損害。如果在相電壓調(diào)節(jié)作用的去激活過程中識別出，相電壓又大于由相電壓檢測器 7e所設(shè)定的相電壓作用閾值并且針對在工作電壓端子B+上的工作電壓的預(yù)給定極限值 UB+max又被超過，則相電壓對調(diào)節(jié)的作用或者立刻或者在經(jīng)過預(yù)給定的時間間隔之后又被 允許，其方式是開關(guān)元件7d又被帶入其導(dǎo)通狀態(tài)。本發(fā)明的改進(jìn)方案在于，將開關(guān)7d的打開狀態(tài)、即對調(diào)節(jié)的相作用被去激活的情 況，在使用燈或者狀態(tài)標(biāo)志的情況下發(fā)信號給控制設(shè)備。
權(quán)利要求
一種發(fā)電機裝置，帶有發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)和具有發(fā)電機(2)和整流裝置(9)的發(fā)電機單元(10)，其中發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)具有工作電壓端子(B+)和相電壓端子(X)，其特征在于，如果在相電壓的調(diào)節(jié)作用期間，在工作電壓端子(B+)上的直流電壓超過預(yù)給定的極限值(UBmax)一個預(yù)給定的持續(xù)時間，則該發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)將相電壓的調(diào)節(jié)作用去激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機裝置，其特征在于，所述發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)具有調(diào)節(jié) 器控制裝置(7)，該調(diào)節(jié)器控制裝置(7)與該工作電壓端子(B+)和該相電壓端子(X)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機裝置，其特征在于，該調(diào)節(jié)器控制裝置(7)具有 -工作電壓實際值檢測器(7a)，-相電壓檢測器(7e)以及-被設(shè)置用于確定針對該發(fā)電機調(diào)節(jié)器(1)的開關(guān)晶體管(6)的控制信號(s)的計算 單元(7f)或邏輯電路。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項所述的發(fā)電機裝置，其特征在于，該調(diào)節(jié)器控制裝置 (7)此外還具有-與工作電壓端子(B+)相連接的工作電壓比較器(7b)， -相電壓檢測器(7e)，-設(shè)置在該相電壓檢測器(7e)和計算單元(7f)之間的開關(guān)元件(7d)以及 -控制該開關(guān)元件(7d)的時間元件(7c)，其中-如果在相電壓的調(diào)節(jié)作用期間，在該工作電壓端子(B+)上的直流電壓在預(yù)給定的持 續(xù)時間上大于該預(yù)給定的極限值(UB+max)，則時間元件(7c)將該開關(guān)元件(7d)帶入其打開 狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機裝置，其特征在于，該工作電壓實際值檢測器(7a)、工 作電壓比較器(7b)、時間元件(7c)、該開關(guān)元件(7d)、相電壓檢測器(7e)和計算單元(7f) 通過微計算機或邏輯電路來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機裝置，帶有發(fā)電機調(diào)節(jié)器和具有發(fā)電機和整流裝置的發(fā)電機單元。發(fā)電機調(diào)節(jié)器具有工作電壓端子和相電壓端子。此外，如果在相電壓的調(diào)節(jié)作用期間，在工作電壓端子上的直流電壓超過預(yù)給定的極限值一個預(yù)給定的持續(xù)時間，則該發(fā)電機調(diào)節(jié)器將相電壓的調(diào)節(jié)作用去激活。
文檔編號H02P9/10GK101960713SQ200980106389
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者H·聚爾茲勒, M·赫茨, T·科斯 申請人:羅伯特.博世有限公司