WO2008151934A1 - Power supply system for a motor vehicle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a power supply system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
- An energy supply system for a motor vehicle usually comprises a battery for the storage of electrical energy and a generator often referred to as an alternator, which is driven by the engine of the motor vehicle and converts mechanical energy into electrical energy for the supply of the electrical system of the motor vehicle.
- Em such energy supply system is for example from DE 101 50 380 Al or Bosch Automotive Handbook 21st edition
- a controller In this power supply system, a controller is provided, which ensures that the on-board network of the vehicle is supplied with as constant a voltage as possible. As a rule, the controller is a structural part of the generator. Recently, however, wiring systems variants are discussed, which have a outsourced from the generator control function.
- the control function is integrated, for example, in a locally separate from the generator control unit.
- a stable Power supply is extremely important for a reliable electrical system. Since a reliable power supply requires a functioning generator, a constant monitoring of the generator is desired. Status information of the generator is preferably forwarded by a regulator assigned to the generator to a control unit and / or also directly displayed to the driver, for example by a so-called charging control lamp.
- a big, which is preferably evaluated in the monitoring of the generator, is his
- Phase voltage From the frequency of this phase voltage can be derived, for example, whether the generator rotates and is driven by the motor. From the amplitude of the phase voltage can be deduced whether the generator feeds the electrical system or if there is an undervoltage.
- the phase voltage is particularly dependent on the excitation state of the generator, the speed of the generator, the construction of the generator and the electrical load of the generator by the electrical system.
- the invention is based on the object
- the energy supply system comprises a memory device, m the control information for the control or regulation of the generator are stored. This control information can be supplied on the one hand to the regulator of the generator and on the other hand a control unit as status information.
- At least one of the information stored in the memory device relates to the de-energizing of the generator.
- the generator is safely controlled in a de-energized state and a corresponding status information is reproducible and unaffected provided by other input variables.
- a controllable switching device is advantageously provided, via which the regulator of the generator can be connected to the storage device or its components.
- Figure 1 is a block diagram of an energy supply system.
- FIG. 1 shown block diagram shows only the parts necessary for the explanation of the invention of a power supply system 1 for a motor vehicle.
- the power supply system 1 comprises a battery 11, a generator 13 and a controller 14.
- the controller 14 is associated with the generator 13 and preferably structurally associated with this. In further embodiments, the controller 14 may also be arranged locally separated from the generator 13. In particular, a governing function for the generator 13 may also be integrated into a control unit that is structurally separate from the generator 13.
- Reference numeral 17 summarizes other components of the electrical system of the vehicle, in particular consumers referred to, which are powered by the battery 11 and the generator 13 with energy.
- Reference numeral 15 denotes a memory device associated with the controller 14, which comprises a plurality of components 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5. In each component, parameters corresponding to a specific operating state of the vehicle for the control of the controller 14 are stored.
- the energy supply system 1 further comprises a switching device S3, which is controllable by a control unit 16. By means of the switching device S3, an input of the controller 14 with a component of the memory device 15 is connectable. Depending on the switching position of the switching device S3, one of the parameter sets stored in the components 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 can be fed to the controller 14. Em output of the component 15.5 is connected to an input of the control unit 16.
- the generator 13 is controlled in a special operating state with the aid of the regulator 14, for example the energizing winding of the generator 13 is "de-energized", ie not supplied with a current the control unit 16 via the connection of the component 15.5 communicated to the control unit 16.
- Das Steuergerat 16 can thus not be influenced by possibly still occurring phase voltages due to the remanence of the generator 13 m undesirable.
- Reference numbers 16.1, 16.2, 16.3 designate sensors that are connected to the control unit 16.
- the control unit 16 is informed that the vehicle has assumed a special operating state. For example, the control unit 16 can be informed that a dangerous goods transport is imminent. Accordingly, a switching device S3 is actuated by an output of the control device 16, which connects the controller 14 of the generator 13 with the component 15.5 of the memory device 15. The status information stored in the memory device 15.5 is supplied to the controller 14 to cause it to control the generator 13 such that the generator 13 is transferred into the de-energized state. At the same time, the corresponding status information can be returned to the control unit 16 and evaluated by the latter for robust error management.
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Abstract
Description
30.05.200730/05/2007
ROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGARTROBERT BOSCH GMBH, 70442 STUTTGART
Beschreibungdescription
Titeltitle
Energieversorgungssystem für ein KraftfahrzeugEnergy supply system for a motor vehicle
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst in der Regel eine Batterie für die Speicherung von elektrischer Energie und einen häufig auch als Lichtmaschine bezeichneten Generator, der von dem Motor des Kraftfahrzeugs angetrieben wird und mechanische Energie in elektrische Energie für die Versorgung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs umwandelt. Em derartiges Energieversorgungssystem ist beispielsweise aus DE 101 50 380 Al oder aus Bosch Kraftfahrtechnisches Taschenbuch 21. AuflageThe invention relates to a power supply system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1. An energy supply system for a motor vehicle usually comprises a battery for the storage of electrical energy and a generator often referred to as an alternator, which is driven by the engine of the motor vehicle and converts mechanical energy into electrical energy for the supply of the electrical system of the motor vehicle. Em such energy supply system is for example from DE 101 50 380 Al or Bosch Automotive Handbook 21st edition
1991, Seite 769, bekannt. Bei diesem Energieversorgungssystem ist ein Regler vorgesehen, der dafür sorgt, dass das Bordnetz des Fahrzeugs mit einer möglichst gleich bleibenden Spannung versorgt wird. In der Regel ist der Regler baulicher Bestandteil des Generators. In jüngster Zeit werden allerdings auch Bordnetzvarianten diskutiert, die über eine aus dem Generator ausgelagerte Regelfunktion verfugen. Die Regelfunktion ist dazu beispielsweise in ein von dem Generator örtlich getrenntes Steuergerat integriert. Eine stabile Spannungsversorgung ist für ein betriebssicheres Bordnetz außerordentlich wichtig. Da eine zuverlässige Spannungsversorgung einen funktionsfähigen Generator voraussetzt, ist eine standige Überwachung des Generators erwünscht. Statusinformationen des Generators werden vorzugsweise von einem dem Generator zugeordneten Regler an ein Steuergerat weitergeleitet und/oder auch dem Fahrer unmittelbar angezeigt, beispielsweise durch eine so genannte Ladekontrolllampe. Eine Große, die bei der Überwachung des Generators vorzugsweise ausgewertet wird, ist seine1991, page 769, known. In this power supply system, a controller is provided, which ensures that the on-board network of the vehicle is supplied with as constant a voltage as possible. As a rule, the controller is a structural part of the generator. Recently, however, wiring systems variants are discussed, which have a outsourced from the generator control function. The control function is integrated, for example, in a locally separate from the generator control unit. A stable Power supply is extremely important for a reliable electrical system. Since a reliable power supply requires a functioning generator, a constant monitoring of the generator is desired. Status information of the generator is preferably forwarded by a regulator assigned to the generator to a control unit and / or also directly displayed to the driver, for example by a so-called charging control lamp. A big, which is preferably evaluated in the monitoring of the generator, is his
Phasenspannung. Aus der Frequenz dieser Phasenspannung kann beispielsweise abgeleitet werden, ob der Generator sich dreht und von dem Motor angetrieben wird. Aus der Amplitude der Phasenspannung kann abgeleitet werden, ob der Generator dem Bordnetz Energie zufuhrt oder ob eine Unterspannung vorliegt. Die Phasenspannung ist insbesondere abhangig von dem Erregungszustand des Generators, der Drehzahl des Generators, der Konstruktion des Generators und der elektrischen Belastung des Generators durch das elektrische Bordnetz.Phase voltage. From the frequency of this phase voltage can be derived, for example, whether the generator rotates and is driven by the motor. From the amplitude of the phase voltage can be deduced whether the generator feeds the electrical system or if there is an undervoltage. The phase voltage is particularly dependent on the excitation state of the generator, the speed of the generator, the construction of the generator and the electrical load of the generator by the electrical system.
Aus DE 103 47 185 Al ist ein Verfahren zum Feststellen eines Generatordefekts bekannt, bei dem die Bordnetzspannung aufgenommen und die Welligkeit der Bordnetzspannung ausgewertet wird, um einen Generatordefekt festzustellen.From DE 103 47 185 Al a method for detecting a generator defect is known in which the vehicle electrical system voltage is recorded and the ripple of the vehicle electrical system voltage is evaluated to determine a generator defect.
Es gibt nun Betriebszustande des Generators, bei denen der Generator gezielt entregt wird. Dies ist beispielsweise im Zusammenhang mit Gefahrguttransporten erforderlich oder auch bei Personenkraftwagen, um bestimmten Anforderungen des Fahrzeugherstellers gerecht zu werden. Trotz des auf Null gesetzten Erregerstroms ist es dabei möglich, dass, infolge der Remanenz des Generators, Phasenspannungen aufgebaut werden, die eine Statusinformation beeinflussen und zu einer fehlerhaften Interpretation über den Zustand des Generators fuhren. Der Zustand der Statusinformation ist somit, m unerwünschter Weise, von variablen Großen abhangig und für ein auswertendes Steuergerat nicht zwingend plausibel. Damit kann nicht garantiert werden, dass der gewünschte sichere Betriebszustand auch eingehalten wird.There are now operating states of the generator in which the generator is deliberately de-energized. This is required, for example, in connection with the transport of dangerous goods or even in passenger cars in order to meet certain requirements of the vehicle manufacturer. Despite the set to zero excitation current, it is possible that, due to the remanence of the generator, phase voltages are built, the affect a status information and lead to a faulty interpretation of the state of the generator. The status of the status information is thus, undesirably, dependent on variable variables and not necessarily plausible for an evaluating control unit. This can not be guaranteed that the desired safe operating condition is maintained.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einThe invention is based on the object
Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug mit verbesserten Eigenschaften anzugeben, bei dem der Zustand des Generators des Energieversorgungssystems eindeutig feststellbar ist.Specify an energy supply system for a motor vehicle with improved characteristics, in which the state of the generator of the power system is clearly detected.
Technische LosungTechnical solution
Ausgehend von einem Energieversorgungssystem der gattungsgemaßen Art wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelost. Eine Verbesserung der Eigenschaften des Energieversorgungssystems ergibt sich erfmdungsgemaß insbesondere dadurch, dass bei der Steuerung des Generators in einen besonderen Betriebsmodus (zum Beispiel Erregerstrom gleich Null) , ein diesem besonderen Betriebsmodus entsprechendes Statussignal generiert und beispielsweise an ein Steuergerat zur Auswertung weitergegeben wird. In diesem besonderen Betriebsmodus wird also die Phasenspannung nicht mehr für die Gewinnung einer Statusinformation ausgewertet, da dasStarting from an energy supply system of the generic type, this object is achieved by the features mentioned in claim 1. An improvement of the characteristics of the energy supply system results erfmdungsgemaß in particular the fact that in the control of the generator in a particular operating mode (for example, excitation current equal to zero), generates this special operating mode corresponding status signal and passed, for example, to a control unit for evaluation. In this particular mode of operation, therefore, the phase voltage is no longer evaluated for obtaining status information because the
Phasensignal m diesem Betriebszustand keinen eindeutigen Zustand annimmt. Es ist somit in diesem Betriebsmodus nicht für eine reproduzierbare Generierung der Statusinformation geeignet. Besonders vorteilhaft umfasst das Energieversorgungssystem eine Speichereinrichtung, m der Steuerinformationen für die Steuerung bzw. Regelung des Generators gespeichert sind. Diese Steuerinformationen können einerseits dem Regler des Generators und andererseits einem Steuergerat als Statusinformation zugeführt werden.Phase signal m in this operating state does not assume a clear state. It is therefore not suitable for a reproducible generation of the status information in this operating mode. Particularly advantageously, the energy supply system comprises a memory device, m the control information for the control or regulation of the generator are stored. This control information can be supplied on the one hand to the regulator of the generator and on the other hand a control unit as status information.
Besonders vorteilhaft betrifft zumindest eine der in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen die Entregung des Generators. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem kritischen Betriebszustand des Fahrzeugs, beispielsweise bei einem Gefahrguttransport, der Generator sicher in einen entregten Zustand steuerbar ist und eine entsprechende Statusinformation reproduzierbar und unbeemflusst von anderen Eingangsgroßen zur Verfugung gestellt wird.Particularly advantageously, at least one of the information stored in the memory device relates to the de-energizing of the generator. In this way it can be achieved that in a critical operating state of the vehicle, for example in a dangerous goods transport, the generator is safely controlled in a de-energized state and a corresponding status information is reproducible and unaffected provided by other input variables.
Um den Regler des Generators unterschiedliche Informationen zufuhren zu können, ist vorteilhaft eine steuerbare Schalteinrichtung vorgesehen, über die der Regler des Generators mit der Speichereinrichtung bzw. deren Komponenten verbindbar ist.In order to be able to supply the controller of the generator with different information, a controllable switching device is advantageously provided, via which the regulator of the generator can be connected to the storage device or its components.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteranspruchen.Further advantages will become apparent from the description, the drawings and the dependent claims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung naher erläutert. Dabei zeigt:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Showing:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Energieversorgungssystems .Figure 1 is a block diagram of an energy supply system.
Ausfuhrungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Ausfuhrungsformen der Erfindung werden im Folgenden unterEmbodiments of the invention are described below
Bezug auf die Zeichnung naher erläutert. Das in Figur 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt lediglich die für die Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile eines Energieversorgungssystems 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Energieversorgungssystem 1 umfasst eine Batterie 11, einen Generator 13 und einen Regler 14. Der Regler 14 ist dem Generator 13 zugeordnet und bevorzugt baulich mit diesem vereinigt. In weiteren Ausfuhrungsvarianten kann der Regler 14 auch örtlich von dem Generator 13 getrennt angeordnet sein. Insbesondere kann eine Regierfunktion für den Generator 13 auch in ein baulich von dem Generator 13 getrenntes Steuergerat integriert sein. Mit Bezugsziffer 17 sind summarisch weitere Komponenten des Bordnetzes des Fahrzeugs, wie insbesondere Verbraucher, bezeichnet, die von der Batterie 11 und dem Generator 13 mit Energie versorgt werden. Mit Bezugsziffer 15 ist eine dem Regler 14 zugeordnete Speichereinrichtung bezeichnet, die mehrere Komponenten 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 umfasst. In ;jeder Komponente sind einem bestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs entsprechende Parameter für die Steuerung des Reglers 14 gespeichert. Das Energieversorgungssystem 1 umfasst weiter eine Schalteinrichtung S3, die von einem Steuergerat 16 steuerbar ist. Mittels der Schalteinrichtung S3 ist ein Eingang des Reglers 14 mit einer Komponente der Speichereinrichtung 15 verbindbar. Je nach Schaltlage der Schalteinrichtung S3 kann einer der in den Komponenten 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 gespeicherte Parametersatz dem Regler 14 zugeführt werden. Em Ausgang der Komponente 15.5 ist mit einem Eingang des Steuergeräts 16 verbunden. Durch die Parameter der Komponente 15.5 wird, mit Hilfe des Reglers 14, der Generator 13 in einen besonderen Betriebszustand gesteuert, beispielsweise wird die Erregerwicklung des Generators 13 „entregt", das heißt, nicht mit einem Strom beaufschlagt. Dieser besondere Betriebszustand des Generators 13 wird dem Steuergerat 16 über die Verbindung der Komponente 15.5 mit dem Steuergerat 16 mitgeteilt. Das Steuergerat 16 kann somit nicht durch ggf. noch auftretende Phasenspannungen infolge der Remanenz des Generators 13 m unerwünschter Weise beeinflusst werden. Mit Bezugsziffern 16.1, 16.2, 16.3 sind Sensoren bezeichnet, die mit dem Steuergerat 16 verbunden sind.Explained in more detail with reference to the drawing. That in FIG. 1 shown block diagram shows only the parts necessary for the explanation of the invention of a power supply system 1 for a motor vehicle. The power supply system 1 comprises a battery 11, a generator 13 and a controller 14. The controller 14 is associated with the generator 13 and preferably structurally associated with this. In further embodiments, the controller 14 may also be arranged locally separated from the generator 13. In particular, a governing function for the generator 13 may also be integrated into a control unit that is structurally separate from the generator 13. Reference numeral 17 summarizes other components of the electrical system of the vehicle, in particular consumers referred to, which are powered by the battery 11 and the generator 13 with energy. Reference numeral 15 denotes a memory device associated with the controller 14, which comprises a plurality of components 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5. In each component, parameters corresponding to a specific operating state of the vehicle for the control of the controller 14 are stored. The energy supply system 1 further comprises a switching device S3, which is controllable by a control unit 16. By means of the switching device S3, an input of the controller 14 with a component of the memory device 15 is connectable. Depending on the switching position of the switching device S3, one of the parameter sets stored in the components 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5 can be fed to the controller 14. Em output of the component 15.5 is connected to an input of the control unit 16. By means of the parameters of the component 15.5, the generator 13 is controlled in a special operating state with the aid of the regulator 14, for example the energizing winding of the generator 13 is "de-energized", ie not supplied with a current the control unit 16 via the connection of the component 15.5 communicated to the control unit 16. Das Steuergerat 16 can thus not be influenced by possibly still occurring phase voltages due to the remanence of the generator 13 m undesirable. Reference numbers 16.1, 16.2, 16.3 designate sensors that are connected to the control unit 16.
Im Folgenden wird die erfmdungsgemaße Funktionsweise des Energieversorgungssystems 1 beschrieben. Durch mindestens einen Sensor 16.1, 16.2, 16.3 und/oder alternativ über eine von dem Fahrer betatigbare Eingabeeinrichtung 16.4 wird dem Steuergerat 16 mitgeteilt, dass das Fahrzeug einen besonderen Betriebszustand eingenommen hat. Beispielsweise kann dem Steuergerat 16 mitgeteilt werden, dass ein Gefahrguttransport bevorsteht. Demzufolge wird von einem Ausgang des Steuergeräts 16 eine Schalteinrichtung S3 betätigt, die den Regler 14 des Generators 13 mit der Komponente 15.5 der Speichereinrichtung 15 verbindet. Die in der Speichereinrichtung 15.5 gespeicherte Statusinformation wird dem Regler 14 zugeführt, um diesen derart zur Steuerung des Generators 13 zu veranlassen, dass der Generator 13 in den entregten Zustand überfuhrt wird. Zugleich kann die entsprechende Statusinformation an das Steuergerat 16 zuruckgemeldet und von diesem für ein robustes Fehlermanagement ausgewertet werden. In the following the erfmdungsgemaße operation of the power supply system 1 will be described. By means of at least one sensor 16.1, 16.2, 16.3 and / or alternatively by means of an input device 16.4 which can be actuated by the driver, the control unit 16 is informed that the vehicle has assumed a special operating state. For example, the control unit 16 can be informed that a dangerous goods transport is imminent. Accordingly, a switching device S3 is actuated by an output of the control device 16, which connects the controller 14 of the generator 13 with the component 15.5 of the memory device 15. The status information stored in the memory device 15.5 is supplied to the controller 14 to cause it to control the generator 13 such that the generator 13 is transferred into the de-energized state. At the same time, the corresponding status information can be returned to the control unit 16 and evaluated by the latter for robust error management.
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