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    • 专利摘要:
    EineStromerzeugungssteuerung füreinen Wechselstromgenerator erfasst den Batteriezustand und eineelektrische Last, um den Ausgang des Wechselstromgenerators zu steuern.Ein Stromfühlererfasst einen Strom, der von einer elektrischen Last am Fahrzeugbenötigtwird. Die Steuerung umfasst einen Feldstromsteuerungsabschnitt,einen Feldstromüberwachungsabschnittund einen Ausgangssteuerungsabschnitt. Der Feldstromüberwachungsabschnittsteuert einen Feldstrom des Wechselstromgenerators. Der Feldstromüberwachungsabschnitt überwachteinen Feldstromnennwert, der einen gesteuerten Zugang des Feldstromsdes Wechselstromgenerators darstellt. Der Ausgangssteuerungsabschnittkorrigiert den Ausgang des Wechselstromgenerators entsprechend demFeldstromnennwert, der durch den Feldstromüberwachungsabschnitt überwachtist, und/oder entsprechend dem Laststromwert, der durch den Stromfühler erfasstwird.
    公开号:DE102004010190A1
    申请号:DE102004010190
    申请日:2004-03-02
    公开日:2004-10-14
    发明作者:Itoh Hamamatsu Yasumitsu
    申请人:Suzuki Motor Co Ltd；
    IPC主号:H02J7-16
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung betrifft Stromerzeugungssteuerungen für Wechselstromgeneratoren,und insbesondere eine Stromerzeugungssteuerung für den Wechselstromgeneratorzur Steuerung einer Lichtmaschine, d.h. eines Wechselstromgenerators,für einFahrzeug.
    [0002] InFahrzeugen wird der Stromverbrauch von elektrischen Lasten wie Fahrtrichtungsanzeigern, Blinkern,Gebläsen,Wischern und Klimaanlagen typischerweise von einer Batterie gedeckt.Als Wechselstromgenerator wird eine Lichtmaschine durch Antriebskraftvon einem Motor angetrieben, um elektrische Energie zum Aufladender Batterie zu erzeugen.
    [0003] DieLichtmaschine ist motorseitig übereinen von einer Kurbelscheibe einer Kurbelwelle eines Motors angetriebenenRiemen angeschlossen und wird durch die Rotation der Kurbelwellezur Erzeugung von Strom angetrieben. Um die Schwankung der elektrischenLast einschließlichder Batterie zu begrenzen oder abzudecken, ändert sich der durch eine Feldspule(primäreFeldspule) fließendeStrom entsprechend den Spannungsschwankungen. Durch diese Konfigurationim Inneren der Lichtmaschine ist der Energieerzeugungsstrom selbstverändernd,um eine Stromzufuhr zum System ohne Entladung der Batterie zu erzielen.
    [0004] DieLichtmaschine beaufschlagt den Motor jedoch mit einer entsprechendenLast. Eine Motorsteuerung mittels des üblichen Anstiegs der Leerlaufluftmenge(ISC-Steuerung) kann die schnellen elektrischen Lastschwankungennicht ausreichend abdecken. Dies führt zu einem Pendeln der Motordrehzahl oderzu einer Reduzierung derselben, und kann schlimmstenfalls das Absterbendes Motors verursachen.
    [0005] Während dieBatterie Strom liefert, um die Last abzudecken, die von der Lichtmaschinenicht aufgebracht werden könnte,ist die Batterie durch die Lichtmaschine unter Steuerung einer Regelschaltung baldwieder aufgeladen. Mit einer üblichenSteuerung der Lichtmaschine kann die Batterie während des Abbremsens des Fahrzeugskeinen Regenerativstrom aufnehmen, was dahingehend nachteilig ist,dass die Bremsenergie nicht wirksam genutzt wird.
    [0006] Umdiese Nachteile zu umgehen, sind üblicherweise die folgendendrei Verfahren vorgesehen.
    [0007] Ineinem ersten Steuerungsverfahren wird allgemein die Verhinderungder Stromerzeugung der Lichtmaschine (also eine Stromerzeugungsunterbrechungoder eine Abschaltung der Lichtmaschine) eingesetzt. Durch Steuerungeines Anschlusses C (Schalter zum Schalten der Spannung der Lichtmaschine)fällt derSpannungsausgang der Lichtmaschine ab und sie wird an der Stromerzeugunggehindert (tatsächlichist die Stromerzeugung verringert). Ein zweites Steuerungsverfahrenist eine FR- (oder FD; Feldbetrieb)-Direktsteuerung zur direktenSteuerung der Lichtmaschine durch das Signal von einer Steuerung(Motorsteuerung; ECM) an die Feldspule (Primärspule) selbst. Ein drittesSteuerungsverfahren ist eine FR-Betriebssteuerung (oder Feldstrombetriebs-(FD)-Steuerung)zur Veränderungeines Tastverhältnisseseines Rechteckwellenstroms, der durch die in der Lichtmaschine eingebauteRegelschaltung erzeugt wurde, um die Schwankung bei der Lastanforderungeinschließlichder Batterie abzudecken. Die Entscheidung über die Taktung der Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine bestimmt die Dauer der Stromerzeugungsunterbrechungentsprechend der Spannung, die als Tastverhältnis erfasst wird, so dassein Batteriezustand erfasst werden kann. Alternativ dazu können dieseVerfahren in geeigneter Weise kombiniert werden, um mit dem Problemfertig zu werden.
    [0008] Angesichtsdessen wird der Generator im Betrieb zu einer mechanischen Lastfür denMotor, wobei einige von diesen Stromerzeugungssteuerungen für das Fahrzeugeinen Feldstrom steuern, der den Betrieb des Generators mit einembestimmten Schaltmuster steuert, um die Schwankung der mechanischenLast auf den Motor abzudecken (siehe JP-2528995 ).
    [0009] Beieiner herkömmlichenStromerzeugungssteuerung fürdie Lichtmaschine nach dem ersten Verfahren, bei dem eine Stromerzeugungsunterbrechung(Ladeunterbrechung) der Lichtmaschine ausgeführt wird, schwankt ein vomMotor abgefordertes Drehmoment stark, wenn die Stromerzeugungsunterbrechungdurch den Anschluss C wieder aufgehoben wird. Um diese Drehmomentschwankungzu vermeiden, ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die Lichtmaschinelangsam ansteigend Strom erzeugt (durch eine langsam ansteigendeErregung). Insbesondere ist diese langsam ansteigende Erregung während einesBetriebszustands mit Leerlaufdrehzahl erforderlich, wo nur einegeringe Motorleistung abgegeben werden kann. Die Lasten wechselnaber beständig,so dass eine Leerlaufdrehzahlsteuerung nicht von einer gegebenenLeerlaufluftmenge ausgehen kann, wodurch das Starten des Motorseingeschränktwird.
    [0010] Beidem zweiten, direkten FR-Steuerungsverfahren ist es erforderlich,den Zustand der Batterie und den Lastzustand, die im Allgemeinendurch üblicheVerfahren erfasst werden, durch ein anderes Verfahren zu erfassen,um die Lichtmaschine direkt zu steuern. Beispielsweise können derZustand der Batterie und der Lastzustand erfasst werden, da die Spannungabnimmt, wenn eine Schwankung der elektrischen Lasten auftritt.Allerdings könnenderen Zuständebei Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht erfasst werden, weildie Kapazitätder Lichtmaschine mit steigender Motordrehzahl zunimmt und die Schwankungder elektrischen Lasten klein wird. Von daher ist es schwierig,den exakten Status festzustellen.
    [0011] Weiterhinwird bei dem dritten Steuerungsverfahren die FR-Betriebssteuerungin Kombination mit der ersten Steuerung, nämlich der Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine, durchgeführt.Wenn die Lichtmaschine an der Stromerzeugung (Ladeunterbrechung)durch den Anschluss C gehindert ist, kann der Zustand der Batterieaufgrund dessen, dass die Batterie in einem Entladezustand ist,ohne die elektrischen Lasten erfasst werden. Dies lässt sichaber nur unter einer konstanten elektrischen Last anwenden, da Kombinationender elektrischen Lasten und der Batteriezustände diese Bestimmung beeinflussen.Auch wenn die Lichtmaschine an der Stromerzeugung durch den AnschlussC nicht gehindert wird, kann aus dem FD (Feldbetrieb) nicht ermitteltwerden, ob FD nur fürdie elektrische Last oder überdiese hinausgehend zum Aufladen der Batterie erzeugt wird. Deshalbsind zur Bestimmung der elektrischen Lasten unerwünschterWeise Schalter erforderlich, um den Schutz der Batterie zu gewährleisten.
    [0012] Beider Stromerzeugungssteuerung fürdie Lichtmaschine besteht auch dahingehend ein Problem, dass dieLichtmaschine vom Motor die Erzeugung eines relativ großen Drehmomentsim Betrieb mit Leerlaufdrehzahl abverlangt, wo die Motordrehzahlniedrig ist, wodurch die Stabilität des Betriebs mit Leerlaufdrehzahlherabgesetzt wird. Oft kann durch ein Anheben der Ansaugluft beiLeerlaufdrehzahl (ISC; Leerlaufdrehzahlsteuerung) die Motordrehzahlerhöhtwerden, um mit den elektrischen Lasten fertig zu werden. Durch einen übermäßigen Gebrauchdessen steigt jedoch der Kraftstoffverbrauch an.
    [0013] Außerdem ändert sichbei der Stromerzeugungssteuerung für die Lichtmaschine der durchdie Feldspule (Primärspule)der Lichtmaschine fließende Stromentsprechend einem Tastverhältniseines Rechteckwellenstroms, der von der eingebauten Regelschaltungerzeugt wird, um die Schwankung bei den Lastanforderungen abzudecken.Die Stromerzeugung setzt ein, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors,der von einem Anlasser beim Starten des Motors zum Anspringen gebrachtwird, die Drehzahl füreine Minimalstromerzeugung übersteigt,was die Startfähigkeitherabsetzt. Dies liegt darin begründet, dass die Lichtmaschineselbststeuernd ist. Es ist eine zusätzliche Funktion erwünscht, umbeim Anlassen des Motors die Stromerzeugung zu verhindern.
    [0014] Während desBetriebs mit Leerlaufdrehzahl, bei dem die Motordrehzahl geringist, fordert die Lichtmaschine ein relativ großes Motordrehmoment ab, wodurchdie Stabilitätdes Betriebs mit Leerlaufdrehzahl herabgesetzt ist. Oftmals ergibtsich ein unerwünschterAnstieg der Leerlaufdrehzahl des Motors, wenn das Tastverhältnis desStroms durch die Feldspule (Primärspule)aufgrund der elektrischen Last ansteigt.
    [0015] Nochweiter darüberhinaus liefert die Batterie Strom an die elektrische Last, die nichtdurch die Lichtmaschine abgedeckt ist. Die Batterie wird durch dieSteuerung der Regelschaltung der Lichtmaschine bald wieder aufgeladen.Dementsprechend kann die Batterie während des Abbremsens des Fahrzeugs keinenRegenerativstrom aufnehmen, was dahingehend von Nachteil ist, dassdie Bremsenergie nicht wirksam genutzt wird.
    [0016] Umden oben genannten Nachteil zu umgehen oder wenigstens abzuschwächen, stelltdie vorliegende Erfindung eine Stromerzeugungssteuerung für einenWechselstromgenerator bereit. Der Wechselstromgenerator wird voneinem in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor angetriebenund lädteine Batterie auf. Eine Steuerung steuert den Ausgang des Wechselstromgeneratorsentsprechend einem externen Eingangsbetriebssignalwert und einerBatteriespannung, die sich in Entsprechung eines Fahrzustands desFahrzeugs und/oder eines Betriebszustands des Motors ändern. Ein Stromfühler erfassteinen von einer elektrischen Last am Fahrzeug benötigten Strom.Eine Steuerung umfasst einen Feldstromsteuerungsabschnitt, einen Feldstromüberwachungsabschnittund einen Ausgangssteuerungsabschnitt. Der Feldstromsteuerungsabschnittsteuert einen Feldstrom des Wechselstromgenerators. Der Feldstromüberwachungsabschnitt überwachteinen Feldstromnennwert, der einen gesteuerten Zustand des Feldstromsdes Wechselstromgenerators darstellt. Der Ausgangssteuerungsabschnittkorrigiert den Ausgang des Wechselstromgenerators entsprechend demFeldstromnennwert, der durch den Feldstromüberwachungsabschnitt überwachtist, und/oder gemäß dem Laststromwert,der durch den Stromfühlererfasst wird.
    [0017] Gemäß der vorliegendenErfindung korrigiert die Ausgangssteuerung den Ausgang des Wechselstromgeneratorsentsprechend dem Feldstromnennwert und/oder dem Laststromwert. DerAusgang des Wechselstromgenerators wird gesteuert auf der Grundlageder erfassten Zuständeder Batterie und der elektrischen Lasten. Dies beeinträchtigt nichtdie Lebensdauer der Batterie, und die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungkann bis zum Äußerstengetrieben werden, und der Kraftstoffverbrauch ist verbessert.
    [0018] 1 ist eine Schemadarstellung,in der ein System einer Stromerzeugungssteuerung gemäß einerersten Ausführungsformgezeigt ist.
    [0019] 2 ist eine Schemadarstellung,in der eine Regelschaltung in einer Lichtmaschine gemäß der erstenAusführungsformgezeigt ist.
    [0020] 3 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine beim Anlassen des Motors, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0021] 4 ist eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine beimAnlassen des Motors, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0022] 5 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine beim Starten und Beschleunigen des Fahrzeugs,gemäß der erstenAusführungsform.
    [0023] 6 ist eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine beimAnfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0024] 7 ist eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine beieinem Leerlaufbetrieb des Motors, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0025] 8 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine nach einer regenerativen Erzeugung, gemäß der erstenAusführungsform.
    [0026] 9 ist eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine nacheiner regenerativen Erzeugung, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0027] 10 ist ein Ablaufdiagrammder durch die elektrische Last bestimmten Steuerung gemäß der erstenAusführungsform.
    [0028] 11 ist eine Taktimpulsgrafikder Anwendung auf die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschinebeim Anlassen des Motors, gemäß der erstenAusführungsform.
    [0029] 12 ist eine Taktimpulsgrafik,die Veränderungender Batteriespannung in zeitlicher Übereinstimmung mit einer FD-Entladungzeigt, gemäß der erstenAusführungsform.
    [0030] 13 ist eine Taktimpulsgrafik,wenn FD kontinuierlich entlädtund die Batteriespannung niedriger liegt als eine Spannung zur Stromerzeugungsunterbrechung,gemäß der erstenAusführungsform.
    [0031] 14 ist eine Taktimpulsgrafik,die Veränderungender Batteriespannung zeigt, die zeitlich nicht in Übereinstimmungmit der Entladung von FD ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
    [0032] 15 ist eine schematischeDarstellung einer Modifikation der Stromerzeugungssteuerung gemäß der erstenAusführungsform.
    [0033] 16 ist eine schematischeDarstellung, die ein System füreine Stromerzeugungssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsformzeigt.
    [0034] 17 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine beim Anlassen des Motors, gemäß der zweiten Ausführungsform.
    [0035] 18 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine bei Schnellleerlaufverzögerung.
    [0036] 19 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs,gemäß der zweitenAusführungsform.
    [0037] 20 ist ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine währenddes Abbremsens des Fahrzeugs, gemäß der zweiten Ausführungsform.
    [0038] 21 ist eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungssteuerung gemäß der zweitenAusführungsform.
    [0039] Dievorliegende Erfindung wird nun in aller Einzelheit mit Bezug aufdie begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den 1–15 ist eine erste Ausführungsformdieser Erfindung dargestellt. 1 zeigteinen in ein Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebauten Motor 2,ein mit dem Motor 2 in Verbindung stehendes Getriebe 4,und eine Batterie 6. Das Fahrzeug ist mit einer Stromerzeugungssteuerung 10 versehen,die eine Lichtmaschine 8 als Wechselstromgenerator umfasst.Der Motor 2 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 12 undeiner Ansaugluftsteuerung 14 für den Leerlauf (Leerlaufdrehzahlsteuerung)versehen.
    [0040] DieLichtmaschine 8 umfasst eine Betriebssteuerung AnschlussC (Choppersteuerung) und eine FD-(Feldstrombetrieb;oder FR)-Anschlusssteuerung. Die Aktivierung des Anschlusses C bringtdie Spannung auf Tiefpegel (Lo) und die Lichtmaschine 8 wirddeaktiviert, d. h. die Stromerzeugung durch die Lichtmaschine 8 istverhindert (Stromerzeugungsunterbrechung). Die Dauer der Deaktivierungdes Anschlusses C (also die Aktivierung der Lichtmaschine 8)nimmt zu bzw. ab basierend auf dem Vergleich mit der Batteriespannungin einem Zustand, in dem die Lichtmaschine 8 aktiviertist. Es ist nicht die Regelschaltung, die einen Impuls wie bei einernormalen Lichtmaschine erzeugt, sondern CD (Anschluss-C-Betrieb)auf Seiten einer Steuerung 20.
    [0041] Über einenZündschalter 16 istdie Lichtmaschine 8 an einen positiven Pol der Batterie 6 angeschlossen.Die Batterie 6 hat einen negativen Pol, der mit Masse verbundenist. Zwischen der Lichtmaschine 8 und dem Zündschalter 16 befindetsich eine erste Sicherung 18-1, und zwischen dem Zündschalter 16 undder Batterie 6 liegt eine zweite Sicherung 18-2.Dabei wird die Lichtmaschine 8 vom Motor 2 angetriebenund lädtdie Batterie 6.
    [0042] DerMotor 2 steht in Verbindung mit der Steuerung (ECM) 20.Die Steuerung 20 ist mit einem Leerlaufluft-Steuerungsabschnitt 20A versehen,welcher die Ansaugluftmengensteuerung für den Leerlauf (Leerlaufdrehzahlsteuerung) 14 steuert,und mit einem Schubabschaltungs-Steuerungsabschnitt 20B, umeine Schubabschaltung (Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zum Motor 2)auszuführen,wenn währenddes Bremsens des Fahrzeugs eine vorbestimmte Bedingung für die Schubabschaltungerfüllt ist.Schubabschaltungen dieser Art könnenvon einem Steuerungssystem eines Hybridfahrzeugs beherrscht werden.
    [0043] DieSteuerung 20 ist auch mit dem Kraftstoffeinspritzventil 12 verbunden,der Leerlaufluftsteuerung (ISC) 14, einem Anlasser 22,und mit einem klemmenartigen Stromsensor 24 als Stromfühler. Der Stromsensor 24 istan eine elektrische Last 26 angeschlossen, um einen vonder elektrischen Last 26 benötigten Laststromwert zu erfassen,und läuftauch zur Seite der Batterie 6 hin mit Bezug auf die zweite Sicherung 18-2.
    [0044] DieSteuerung 20 ist darüberhinaus mit einem Leerlaufschalter 28 verbunden, der aktiviert wird,wenn sich der Motor 2 in einem Betrieb mit Leerlaufdrehzahlbefindet, und mit einem Beschleunigungsschalter 30, derbetätigtwird, wenn ein Gaspedal (nicht gezeigt) niedergedrückt wird.
    [0045] DieSteuerung 20 umfasst einen Feldstromsteuerungsabschnitt 20C,einen Feldstromüberwachungsabschnitt 20D,und einen Ausgangssteuerungsabschnitt 20E. Der Feldstromsteuerungsabschnitt 20C steuerteinen Feldstrom der Lichtmaschine 8, die den Wechselstromgeneratorumfasst. Der Feldstromüberwachungsabschnitt 20D überwachteinen Feldstromnennwert FD, der einen gesteuerten Zustand des Feldstromsder Lichtmaschine 8 darstellt. Der Ausgangssteuerungsabschnitt 20E korrigiertden Ausgang des Wechselstromgenerators entsprechend dem Feldstromnennwert,der durch den Feldstromüberwachungsabschnitt 20D überwacht ist,und/oder entsprechend dem Laststromwert, der durch den Stromsensor 24 erfasstwird.
    [0046] Basierendauf einem externen Eingangsbetriebswert (CD-Signal; Anschluss-C-Betrieb)und der Batteriespannung, die von dem Fahrzustand des Fahrzeugsund/oder dem Betriebszustand des Motors 2 abhängt, steuertdie Steuerung 20 den Feldstrom der Lichtmaschine 8.Der Ausgangssteuerungsabschnitt 20E steuert den Ausgangder Lichtmaschine 8.
    [0047] ImFeldstromsteuerungsabschnitt 20C wird die Feldstromsteuerungdurch eine Aktivierung/Deaktivierung eines Leistungstransistors(nicht gezeigt) basierend auf 1) einem Ausgangswert, verglichenzwischen der Batteriespannung und einer Referenzspannung und 2)dem externen Eingangsbetriebssignalwert, der in den C-Anschluss 8C (CD-Signal;Betriebssignal fürdie Stromerzeugungsunterbrechung; 0–100 %) der Lichtmaschine 8 eingespeistwird, ausgeführt.Im Einzelnen wird der Feldstrom am Fließen gehindert, wenn die Spannungder Batterie größer istals die Referenzspannung. Die Tastung des Feldstroms wird durchdas CD-Signal (Betriebssignal) gesteuert.
    [0048] Während desAnfahrens und der Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert die Steuerung 20 des Ausgangssteuerungsabschnitts 20E dieStromerzeugung der Lichtmaschine 8, wenn das Getriebe 4 vom erstenin den zweiten Gang geschaltet wird, und wenn der von dem Stromsensor 24 erfassteelektrische Laststromwert kleiner als ein Referenzwert ist.
    [0049] BeimAbbremsen des Fahrzeugs lässtder Steuerungsabschnitt 20E der Steuerung 20 die Stromerzeugungder Lichtmaschine 8 gleichzeitig mit der Schubabschaltungssteuerungdes Motors 2 zu.
    [0050] Darüber hinaus ändert dieSteuerung 20 den externen Eingangsbetriebssignalwert (CD-Signalwert)auf einen vorbestimmten Wert ab, wenn die elektrische Last des Motorsvom Stromsensor 24 erfasst wird.
    [0051] UnterBezug auf 1 umfasstdie Lichtmaschine 8 den C-Anschluss 8C (Spannungsschaltanschluss)und einen FR-Anschluss 8FR, sowie die Regelschaltung 32.
    [0052] MitBezug auf 2 umfasstdie Regelschaltung 32 einen ersten Komparator (C1) 34,der den C-Anschluss-Betriebssignalwert(CD-Signal) bzw. den externen Eingangsbetriebssignalwert empfängt, undeinen zweiten Komparator (C2) 36, der mit dem ersten Komparator 34 verbundenist. Der erste Komparator 34 empfängt an einem positiven Anschluss denC-Anschluss-Betriebswert (CD-Signal), und an einem negativen Anschlussdie gesteuerte, von der Lichtmaschine 8 abgegebene Spannung(Vcc). Der erste Komparator 34 vergleicht den C-Anschluss- Betriebssignalwert(CD-Signal) mit der gesteuerten Spannung (Vcc) und liefert eineReferenzspannung Hi (Hochpegel-Signal) oder eine Referenzspannung Lo(Tiefpegel-Signal) an den positiven Anschluss des zweiten Komparators 36.Der zweite Komparator 36 vergleicht die Referenzspannungmit der Spannung der Batterie (VB) und liefert das FR-Betriebssignal (FD-Signal) als den Feldstrombetriebswert(FR-Signalwert) an die Steuerung 20.
    [0053] ImEinzelnen ist in der Lichtmaschine 8 der C-Anschluss 8C einSchalter zur Veränderungder Spannung zwischen 12,8 Volt und 14,5 Volt, und erhält das C-Anschluss-Betriebssignal(CD-Signal) als externes Eingangsbetriebssignal. Somit hängt die Regelschaltung 32 vondiesem C-Anschluss-Betriebssignalab. Insbesondere wird, wenn die Referenzspannung unter 12,8 Voltliegt, die Batterie 6 entsprechend einem Potentialunterschiedungeachtet des C-Anschluss-Betriebssignals geladen, wohingegen,wenn die Referenzspannung auf 14,5 Volt oder darüber liegt, die Lichtmaschine 8 keinenStrom erzeugt.
    [0054] Beispielsweisewird die Batterie 6 bei der Hochpegelspannung aufgeladen,selbst wenn der erste Komparator 34 das Tiefpegelsignalmit 12,8 Volt zum zweiten Komparator 36 geliefert hat,wenn die Referenzspannung unter 12,8 Volt liegt. Von daher kanndie Batterie 6 aufgeladen werden, wenn die Batteriespannungzwischen 12,8 Volt und 14,5 Volt beträgt, was die Batterie schützt. Indiesem Bereich wird der zweite Komparator 36, der ein FD-Signalabgibt, basierend auf dem C-Anschluss-Betriebssignal (CD-Signal)aktiviert/deaktiviert, und wird mit dem C-Anschluss-Betriebssignal(CD-Signal) synchronisiert. Indem zugelassen wird, dass das CD-Signal und das FD-Signalgleich groß sind, ändert sichdas FR-Betriebssignal (FD-Signal) so lange nicht, bis die Durchschnittsspannungwährendder Lastschwankungen auf unter 12,8 Volt absinkt. In diesem Bereich kanndie Veränderungdes Ausgangs zwischen der Entladung und dem Laden der Batterie 6 erhalten werden.Die Entlade- und Ladesteuerung lässtsich erzielen, währenddie Stabilitätdes Leerlaufbetriebs aufrechterhalten ist. In dieser ersten Ausführungsformist, mit der Maßgabe,dass die Batterie 6 entladen ist und die regenerative Stromerzeugungbesteht, die Last der Lichtmaschine 8 und somit die Last aufden Motor gesenkt, wodurch der Kraftstoffverbrauch effektiv verringertist. Es besteht kein Bedarf, im Einzelnen einen oberen Grenzwertzu setzen.
    [0055] DerBetrieb der ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird nachstehend erläutert.
    [0056] UnterBezug auf 3 beginntein Programm fürdie Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8 beimAnlassen des Motors bei Schritt 102. Bei Schritt 104 wirdfestgestellt, ob ein Drahtbruch vorliegt. Dann wird bei Schritt 106 eineFeststellung getroffen, ob der Zündschalter 16 eingeschaltetist (IG SW EIN) oder nicht. Wenn die Feststellung bei Schritt 106 "NEIN" ergibt, kehrt dasProgramm zum vorigen Schritt 104 zurück.
    [0057] Wenndie Feststellung bei Schritt 106 "JA" ergibt,dann wird bestätigt,dass der externe Eingangsbetriebswert (CD-Signalwert) mit "cdbase %" abgegeben wird,z.B. bei 50 % liegend, und auch das FD-Signal wird abgegeben (Schritt 108).
    [0058] Eswird auch bei einem Schritt 110 festgestellt, ob diesesFD-Signal OK ist oder nicht. Wenn die Feststellung bei Schritt 110 "NEIN" ergibt, wird dasCD-Signal als Signal füreinen Drahtbruch auf 100 % gesetzt (Schritt 112).
    [0059] Wenndie Feststellung bei Schritt 110 "JA" ergibt,beginnt die Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 beimAnlassen des Motors 2, und der CD-Wert wird auf 0 % gesetzt(Schritt 114).
    [0060] Dannwird der Anlasser 22 aktiviert und es wird bei Schritt 116 bestimmt,ob eine vollständige Verbrennungbzw. ein vollständigesZünden/Starten desMotors 2 vorliegt oder nicht.
    [0061] Dannwird bei Schritt 118 bestimmt, ob NE (Motordrehzahl) aufNSET (Motorsolldrehzahl, beispielsweise 2.000 min-1) oder darüber liegt.Wenn die Feststellung bei Schritt 118 "JA" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 120 eine weitere Feststellung,ob eine vorbestimmte Zeit (TRETM# Sekunden) verstrichen ist. Wenndie Feststellung bei Schritt 120 "NEIN" ergibt,wird diese Feststellung wiederholt.
    [0062] Wenndie Feststellung bei Schritt 118 "NEIN" ergibt,dann wird bei Schritt 122 eine weitere Feststellung getroffen,ob ab der vollständigenZündung desMotors 2 eine vorbestimmte Zeit (TCPLTM# Sekunden) verstrichenist. Wenn die Feststellung bei Schritt 120 "NEIN" ergibt, kehrt dasProgramm zum vorigen Schritt 118 zurück.
    [0063] Wenndie Feststellung bei Schritt 120 oder 122 "JA" ergibt, dann istdie Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 beimAnlassen des Motors beendet (die Stromerzeugung beginnt), und CDwird auf "cdbase" % (50 %) gesetzt(Schritt 124).
    [0064] CDwird jedes Mal um "cduprate" 2 % erhöht, bis "cdbase" auf 2 % liegt (Schritt 126).CD wird jedes Mal um "cduprate" 3 % erhöht, bis "cdbase" auf 3 % liegt (Schritt 128).Die langsam steigende Stromerzeugung ist beendet, wenn "cdbase" auf 4 % (100 %) liegt(Schritt 130).
    [0065] 4 zeigt eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8 beimAnlassen des Motors. Die Motordrehzahl (NE) liegt bei 0 min-1 unddie Batteriespannung (VB) liegt auf 12,8 Volt, und der externe bzw.Referenzbetriebssignalwert (CD) liegt bei 0 % und der Feldstromnennwert(FD) liegt bei 0 %, vor Aktivierung des Zündschalters 16 (vordem Zeitpunkt t1). Wenn der Zündschalter 16 betätigt wird(Zeitpunkt t1), springt der Motor 2 an und die Motordrehzahlsteigt auf eine bestimmte Drehzahl N1 an, und die Batteriespannungnimmt ab.
    [0066] Für den Falleines warmen Motors wird zu einem Zeitpunkt t2 nach Verstreicheneiner bestimmten Zeit ab dem Zeitpunkt t1 eine Feststellung getroffen,ob eine vollständigeZündungbzw. ein vollständigesStarten (700 min-1) besteht. Eine bestimmte Zeitdauer T1 ist eineZeit zwischen der Feststellung des vollendeten Motorstarts und demAnstieg der Motordrehzahl auf die Motorsolldrehzahl (NSET: 2.000min-1). Nach der Zeit T1 (also zum Zeitpunkt t4) steigt CD auf einenbestimmten Wert CD1 an und FD steigt auf einen bestimmten Wert FD1an, und die Batteriespannung nimmt allmählich zu. Zum Zeitpunkt t6,wenn ab dem Zeitpunkt t4 eine bestimmte Zeit verstrichen ist, istCD auf 100 % und die Batteriespannung liegt bei 14,5 Volt, und FDsteigt allmählich anund erreicht einen Maximalwert FD2 zum Zeitpunkt t8.
    [0067] Für den Falleines kalten Motors wird zu einem Zeitpunkt t3, wenn ab dem Zeitpunktt1 eine bestimmte Zeit verstrichen ist, eine Feststellung hinsichtlichdes vollständigenZündensbzw. Anspringens getroffen. Eine bestimmte Zeitperiode T2 ist eineZeit zwischen der Feststellung des vollständigen Anspringens und demAnstieg der Motordrehzahl auf die Motorsolldrehzahl (NSET). Nachder Zeitperiode T2 steigt CD auf den bestimmten Wert CD1 an und FDsteigt auf den bestimmten Wert FD1 an, und die Batteriespannungnimmt allmählichzu. Zum Zeitpunkt t7, nach Verstreichen einer bestimmten Zeit ab demZeitpunkt t5, liegt CD bei 100 % und FD steigt allmählich anund erreicht den Maximalwert beim Zeitpunkt t8, und zum Zeitpunktt9 liegt die Batteriespannung auf 14,5 Volt. Dann wird die Batteriespannungauf 14,5 Volt und CD auf 100 % gehalten. FD sinkt zum Zeitpunktt10 vom Maximalwert auf den bestimmten Wert FD1. Der Unterschiedzwischen dem Maximalwert FD2 und dem bestimmten Wert FD1 entsprichtdem Ansprechen bezüglichder Batterieladung.
    [0068] 5 zeigt ein Ablaufdiagrammder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine 8 beim Anfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs.Das Programm beginnt bei Schritt 202. Im Getriebe 4 wirdausgehend vom Leerlauf ein Gang eingelegt, es liegt keine elektrischeLast an, die Batteriespannung ist auf einem normalen Pegel (Schritt 204),und dann fährtdas Fahrzeug an (Schritt 206). Wenn erfasst wird, dassein Gangwechsel von einem niedrigen Gang zu einem zweiten Gang erfolgt (Schritt 208),dann setzt die Unterbrechungssteuerung für die Stromerzeugung der Lichtmaschine 8 ein (Stromerzeugungist verhindert), wobei CD 0 % beträgt. Es beginnt auch eine Messungeines Grenzwertes A (Stromerzeugungsunterbrechungszeit), und esbeginnt (Schritt 210) eine Aufsummierung eines GrenzwertesB (Leistung, Integral überden von einer elektrischen Last verbrauchten Strom, wie durch den Stromsensor 24 erfasst).Dann wird bei Schritt 212 festgestellt, ob der GrenzwertA überschrittenwird oder nicht.
    [0069] Wenndie Feststellung bei Schritt 212 "JA" ergibt,dann soll die Lichtmaschine 8 zur Stromerzeugung zurückkehren.Die Lichtmaschine 8 zeigt keine allmählich ansteigende Stromerzeugung,wenn die Motordrehzahl überNE1 liegt, erzeugt aber allmählichansteigend Strom, wenn die Motordrehzahl unter NE1 liegt (Schritt 214).
    [0070] Wenndie Feststellung bei Schritt 212 "NEIN" ergibt,dann wird bei Schritt 216 festgestellt, ob der GrenzwertB überschrittenwird. Der Grenzwert B wird bei Nulllast auf C1 (Ah) gesetzt, aberbei hoher Last auf C2 (Ah) (C1 ist größer oder gleich C2). Dies liegtdarin begründet,dass die verbleibende Batterieladung von den Lasten abhängt.
    [0071] Wenndie Feststellung bei Schritt 216 "JA" ergibt,kehrt die Lichtmaschine 8 zur Stromerzeugung zurück (Schritt 218).Wenn die Feststellung bei Schritt 216 "NEIN" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 220 eine weitere Feststellung,ob die Motordrehzahl NE2 (> NE1) übersteigtoder ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 übersteigt (während dieMotordrehzahl größer alsNE1 ist). Wenn die Feststellung in Schritt 220 "NEIN" ergibt, kehrt dasProgramm zum vorigen Schritt 212 zurück.
    [0072] Wenndie Feststellung bei Schritt 220 "JA" ergibt,kehrt die Lichtmaschine 8 zur Stromerzeugung zurück (dieLichtmaschine 8 erzeugt Strom nicht allmählich ansteigend,da die Motordrehzahl überNE1 liegt) (Schritt 222).
    [0073] 6 zeigt eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8 beimLosfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs. Der Zeitpunkt t1 istein Zeitpunkt, zu dem sich der Motor 2 in einem Betriebmit Leerlaufdrehzahl befindet und die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP aufNull liegt, und das Fahrzeug losfährt, indem vom Leerlauf ineine Fahrstufe geschaltet wird. Zum Zeitpunkt t2, nach Verstreicheneiner bestimmten Zeit ab t1, nehmen die Motordrehzahl und die FahrzeuggeschwindigkeitVSP allmählichzu. Der Zeitpunkt t3 ist ein Zeitpunkt nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauerab dem Zeitpunkt t2, wenn eine Bedingung für einen Gangwechsel oder eineBedingung bezüglichder Motordrehzahl erfülltist. Zum Zeitpunkt t3 nehmen die Batteriespannung VB und CD ab (die Stromerzeugungist verhindert). Nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer abdem Zeitpunkt t3 steigt die Motordrehzahl auf NE2 an, eine Bedingung derMotordrehzahl bei NE2, eine Bedingung einer Stromerzeugungsgrenzzeittc, oder eine Bedingung hinsichtlich C1/C2 ist erfüllt (Zeitpunktt4), und die Batteriespannung VB und CD kehren zu vorherigen Wertenzurück.
    [0074] 7 zeigt eine Taktimpulsgrafikder Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8,währendsich der Motor im Leerlaufbetrieb befindet. Während CD 0 % beträgt und dieBatteriespannung VB auf 12,8 Volt liegt, ist der Zeitpunkt t1 einZeitpunkt, an dem FD allmählichauf einen Schwellenwert (50 %) ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt t1steigt CD auf einen bestimmten Wert CD2 an, FD sinkt auf FD3, unddie Batteriespannung VB nimmt allmählich zu. Zum Zeitpunkt t2nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer ab dem Zeitpunkt t1beginnen FD und CD allmählich anzusteigen.Zum Zeitpunkt t3 nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer abdem Zeitpunkt t2 ist FD auf FD4 und CD auf CD3, und die Batteriespannungbeträgt14,5 Volt. Zu einem Zeitpunkt t4 nach Verstreichen einer bestimmtenZeitdauer ab dem Zeitpunkt t3 sinkt FD allmählich auf einen Wert ab, derder verbrauchten elektrischen Last entspricht, während das Laden der Batteriebeendet ist.
    [0075] 8 zeigt die regenerativeErzeugungssteuerung währenddes Abbremsens des Fahrzeugs und die darauf folgende Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungder Lichtmaschine 8. Nach dem Programmstart bei Schritt 302 wirddie Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 2 unterbunden(die Schubabschaltungssteuerung wird wie in einem Hybridfahrzeugvorgenommen), oder der Beschleunigungsschalter 30 wirddeaktiviert, also der Leerlaufschalter 28 wird für eine ZeitdauerT1 aktiviert, wobei bei niedriger Drehzahl Energie gesammelt werden soll(Schritt 304). Dann setzt die regenerative Stromerzeugungein (Schritt 306). Der Leerlaufschalter 28 istdeaktiviert oder die Motordrehzahl sinkt auf unter NE3 (Schritt 308).Dann ist die regenerative Erzeugung aufgehoben (die Lichtmaschine 8 befindetsich im Stromerzeugungsunterbrechungszustand) (Schritt 310).Die Stromerzeugung der Lichtmaschine 8 wird angehalten(Stromerzeugungsunterbrechung) (Schritt 312). Die Messungund Integration der verstrichenen Zeit der Stromerzeugungsunterbrechung unddes vom Stromsensor 24 erfassten Laststromwerts der elektrischenLast setzen ein (Schritt 314).
    [0076] Dannwird bei Schritt 316 festgestellt, ob der vom Stromsensor 24 erfassteelektrische Laststromwert kleiner oder gleich I1 ist (Schwellenwertzur Feststellung, ob eine Nulllast besteht). Wenn die Feststellungbei Schritt 316 "JA" ergibt, dann erfolgt beiSchritt 318 eine weitere Feststellung, ob FD größer als "fdaxclduty" ist (Schwellenwert,währendeine Stromerzeugungsunterbrechung ausgeführt wird; z.B. 50 %). Wenndie Feststellung bei Schritt 318 "JA" ergibt,setzt die Lichtmaschine 8 mit der allmählich ansteigenden Stromerzeugungein (langsam ansteigende Erregungssteuerung) (solange Ne kleiner odergleich Ne1 ist) (Schritt 320).
    [0077] Wenndie Feststellung bei Schritt 316 "NEIN" ergibt,geht das Programm zu Schritt 320 über und die Lichtmaschine 8 setztmit der allmählichansteigen Stromerzeugung ein (solange Ne kleiner oder gleich Ne1ist).
    [0078] Wenndie Feststellung bei Schritt 318 "NEIN" ergibt,wird bei Schritt 322 festgestellt, ob das Fahrzeug wiederloszufahren beginnt. Wenn die Feststellung bei Schritt 322 "JA" ergibt, wird beiSchritt 324 festgestellt, ob die verstrichene Zeit derStromerzeugungsunterbrechung innerhalb einer Grenzzeit für die Stromerzeugungsunterbrechungliegt. Wenn die Feststellung bei Schritt 324 "JA" ergibt, wird bei Schritt 326 eineFeststellung getroffen, ob sie innerhalb einer Stromintegralzeitliegt. Wenn die Feststellung bei Schritt 326 oder die Feststellungbei Schritt 324 "NEIN" ergibt, geht dasProgramm zu Schritt 320 über und die Lichtmaschine 8 kehrtzum Beginn der allmählichansteigenden Stromerzeugung zurück(Ne ist kleiner oder gleich Ne1).
    [0079] Wenndie Feststellung bei Schritt 322 "NEIN" ergibtoder die Feststellung bei Schritt 326 "JA" ergibt,dann kehrt das Programm zu Schritt 316 zurück.
    [0080] 9 zeigt eine Taktimpulsgrafikder regenerativen Stromerzeugungssteuerung während des Abbremsens des Fahrzeugsund der darauf folgenden Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8.Die Stromerzeugung der Lichtmaschine 8 ist bis zum Zeitpunktt2 unterbunden, das heißtnach Verstreichen einer gewissen Zeit T4 ab dem Zeitpunkt t1, andem die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP abnimmt und der Leerlaufschalter 28 aktiviertwird. Zu diesem Zeitpunkt t2 steigt CD an, und ob die allmählich ansteigendeStromerzeugung ausgeführtwird oder nicht, wird aus der Motordrehzahl NE1 bestimmt. Zum Zeitpunktt3 nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer ab Zeitpunkt t2wird der Beschleunigungsschalter 30 erneut aktiviert. Zum Zeitpunktt4 nach Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer ab dem Zeitpunktt3 sinkt die Motordrehzahl auf NE3 ab und CD nimmt ab, und die Stromerzeugungdurch die Lichtmaschine ist unterbunden. Zum Zeitpunkt t5 nach Verstreicheneiner bestimmten Zeitdauer ab dem Zeitpunkt t4 ist die MotordrehzahlNe konstant und auch die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ist konstant.
    [0081] 10 zeigt ein Ablaufdiagrammfür eine Steuerungin Ansprechung auf die elektrische Last. Das Programm beginnt beiSchritt 402. Bei Schritt 404 wird festgestellt,ob sich der Motor in einem Leerlaufbetriebszustand befindet. Wenndie Feststellung bei Schritt 404 "JA" ergibt,erfasst der Stromsensor 24 die Schwankung der elektrischenLast (Schritt 406), und CD steigt auf einen mittleren Wert "cdbase" 1 %, um die Motorlastaufzubauen (Schritt 408). Bei Schritt 410 wirdbestimmt, ob die elektrische Last gering ist.
    [0082] Wenndie Feststellung bei Schritt 410 "NEIN" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 412 eine weitere Feststellung,ob die elektrische Last eine mittelgroße Last ist. Wenn die Feststellungbei Schritt 412 "JA" ergibt, steigt CDauf "cdbase" 2 % durch allmählich ansteigendeErregung an, um auf einer gesteuerten Spannung zu liegen, bei dersich die Batterie 6 nicht entlädt (Schritt 414).Nach Verstreichen einer Haltezeit Tc (Schritt 416) steigtCD auf "cdbase" 3 % (100 %) durchdie allmählichansteigende Erregung an (Schritt 418). Wenn die Feststellungbei Schritt 412 "NEIN" ergibt, geht dasProgramm zu Schritt 418 über.
    [0083] Dannwird bei Schritt 420 bestimmt, ob FD auf 100 % oder darüber liegt.Wenn die Feststellung bei Schritt 420 "JA" ergibt,steigt die Motordrehzahl 2 an (Steuerung Leerlauf nachoben), bis FD unter 100 % liegt. Es sind jedoch obere und untereGrenzwerte fürdie Motordrehzahl vorgesehen, um die Schwankung zu regulieren (Schritt 422).
    [0084] Dannwird bei Schritt 424 bestimmt, ob FD kleiner oder gleich "fdlmt" (z.B. 90 %) ist.Wenn die Feststellung bei Schritt 420 "NEIN" ergibt,geht das Programm zu Schritt 430 über. Wenn die Feststellung beiSchritt 424 "JA" ergibt, nimmt dieMotordrehzahl währenddes Leerlaufbetriebs ab, bis FD auf oder über "fdlmt" % liegt. Es sind jedoch ein obererund unterer Grenzwert fürdie Motordrehzahl vorgesehen, um die Schwankung zu regulieren (Schritt 426),und das Programm endet (Schritt 428).
    [0085] Wenndie Feststellung bei Schritt 410 "JA" ergibt,dann endet das Programm sofort (Schritt 428).
    [0086] Wenndie Feststellung bei Schritt 404 oder die Feststellungbei Schritt 424 "NEIN" ergibt, wenn alsodas Fahrzeug fährt,dann wird CD auf einen mittleren Wert "cdbase" 1 % gesetzt, um die Motorlast zu stabilisieren(Schritt 430). Dann steigt CD auf "cdbase" 3 % durch allmählich ansteigende Erregungan (Schritt 432). Bei Schritt 434 wird festgestellt,ob keine elektrische Last vorhanden ist. Wenn die Feststellung beiSchritt 434 "NEIN" ergibt, wird dieseFeststellung wiederholt. Wenn die Feststellung bei Schritt 434 "JA" ergibt, wird dieSteuerung auf einen Status zurückgeführt, indem sie war, bevor sie in Ansprechung auf die elektrischen Lastarbeitete (Schritt 436).
    [0087] Beidieser ersten Ausführungsformwird beim Anlassen des Motors die Stromerzeugung durch die Lichtmaschine 8 imAllgemeinen dann unterbunden, wenn die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungin Anbetracht der Motorlast ausgeübt wird. Das heißt, dassbei der ersten Ausführungsformdie allmählichansteigende Stromerzeugung von der Steuerung 20 bewerkstelligtwerden kann, und nicht durch eine herkömmliche Regelschaltung. Beispielsweise istCD auf null % eingestellt (die Lichtmaschine 8 kann keinenStrom erzeugen), und dann wird CD jeweils für eine vorbestimmte Zeit erhöht, so dassdie Zeit fürdie allmählichansteigende Erregung bzw. deren Gradient frei verändert werdenkann.
    [0088] 11 zeigt eine Anwendungder ersten Ausführungsform.Wenn die allmählichansteigende Erregung ablaufen soll und bei einer VerzögerungszeitTd (zum Zeitpunkt t1), wird CD auf einen Basiswert CD angehobenund die allmählichansteigende Erregung setzt ein. Das Verhältnis des CD-Anstiegs verändert sichstufenweise bis zum Zeitpunkt t2 und steigt dann allmählich auf100 % an, und die allmählichansteigende Erregung ist zum Zeitpunkt t3 beendet. Durch die VerzögerungszeitTd soll eine Fehlfunktion aufgrund von Störungen wie Rauschen verhindertwerden. Der Basiswert CD (Anschluss Betriebssignalwert) ist dazuvorgesehen, einen CD-Bereich zu überspringen,wo die Lastschwankung klein ist.
    [0089] Wennsich das Getriebe in der Parkstellung, im Leerlauf oder im Rückwärtsgangbefindet, wird die Lichtmaschine 8 im Allgemeinen aktiviert(CD liegt bei 100 %), um den Strom aufzubringen, der wenigstensvom Anlasser 22 verbraucht wird.
    [0090] Darüber hinauswird beim Losfahren des Fahrzeugs mit einem Schalten des Gangs imGetriebe vom Leerlauf in eine Fahrstufe die Lichtmaschine 8 aktiviert,es ist aber keine elektrische Last vorhanden. Der zur Steuerungdes Motors 2 erforderliche elektrische Strom fließt jedoch.Die Bestimmung des Vorhandenseins der elektrischen Last erfolgtmit dem Schwellenwert des Stromsensors 24. Dadurch liegen kleineLasten wie kleine Lämpchenunterhalb des Schwellenwerts.
    [0091] Nachdembestätigtist, dass sich die Batterie 6 in einem normalen Spannungsbereichbefindet, fährtdas Fahrzeug an. Die Lichtmaschine 8 wird an der Stromerzeugunggehindert (Stromerzeugungsunterbrechung; CD liegt bei null %), wennvon einem ersten auf einen zweiten Gang hochgeschaltet wird. DieBatterie wird ab jetzt entladen, so dass eine Elektrizitätsmengeberechnet wird durch Multiplizieren der verstrichenen Zeit der Stromerzeugungsunterbrechungmal dem Wert der elektrischen Last, der durch den Stromsensor 24 erfasstwurde.
    [0092] Auchwährendeines anhaltenden Fahrbetriebs des Fahrzeugs kehrt die Lichtmaschinezur Stromerzeugung zurück,wenn die Zeit der Stromerzeugungsunterbrechung vorüber ist.Ob die Lichtmaschine 8 zur Erzeugung von Strom allmählich zurückkehrtoder nicht, hängtvon der Motordrehzahl ab. Die geringen Lasten werden über dieElektrizitätsmenge bestimmt,und die Lichtmaschine 8 lässt man früher zur Stromerzeugung zurückkehrenals gemäß der Stromerzeugungsunterbrechungszeitwährenddes anhaltenden Fahrbetriebs des Fahrzeugs.
    [0093] DieStromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 wird aufgehoben,wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte Geschwindigkeit übersteigtoder wenn sich die Motordrehzahl bei einer bestimmten Drehzahl befindet.Für einFahrzeug mit einem Handschaltgetriebe (MT) kann die Motordrehzahlbei einer teilweise eingerücktenKupplung diese Grenzdrehzahl überschreiten,so dass es erforderlich ist, nur die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Bestimmungder Aufhebung einer Stromerzeugungsunterbrechung zu verwenden.
    [0094] BeimAbbremsen des Fahrzeugs wird die Schubabschaltungssteuerung ausgeführt. Auchdie Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 wirdausgeführt,wenn der Leerlaufschalter 28 wieder deaktiviert wird (beginnendesNiederdrückendes Gaspedals), oder wenn die Motordrehzahl unter einer bestimmtenDrehzahl liegt.
    [0095] Wennder Motor 2 in den Leerlaufbetriebszustand zurückkehrt,ist die Stromerzeugung der Lichtmaschine 8 unterbunden.Die Bestimmung der verstrichenen Zeit der Stromerzeugungsunterbrechung unddie Stromaufsummierung werden so lange fortgesetzt, bis die Lichtmaschine 8 zurStromerzeugung zurückkehrt.Durch den Feldstromnennwert FD wird ein Ladezustand der Batterieerfasst. Es ist jedoch erforderlich, dass dann keine Last vorhandenist (der vom Stromsensor 24 erfasste Strom liegt unterhalb desSchwellenwerts).
    [0096] WennFD eine Rückkehrbedingungerfüllt (z.B.50 %), kehrt die Lichtmaschine 8 unter der Steuerung allmählich ansteigenderErregung zur Stromerzeugung zurück.
    [0097] Dannfährt dasFahrzeug wieder, und die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungwird bestimmt aus der verstrichenen Zeit der Stromerzeugungsunterbrechungund der aufsummierten Zeit, da eine Bestimmung des FeldstromnennwertsFD nicht möglichist.
    [0098] Darüber hinauskann bei Auftreten der elektrischen Last bei der Steuerung in Ansprechungauf diese die Motordrehzahl aufgrund eines zufließenden Stromsabnehmen oder kann zu einem Pendeln der Motordrehzahl oder anderenUnwägbarkeitenführen. Diesist darauf zurückzuführen, dassdie Lichtmaschine 8 direkt auf die elektrische Last anspricht,die mit der Motorlast zusammenhängt.Um dies zu vermeiden, wird der Referenzbetriebswert CD auf den mittlerenWert (50 %) gesetzt, und die Batteriespannung wird so aufrechterhalten,dass sie nicht unter die Spannung für die Stromerzeugungsunterbrechungabsinkt, wodurch CD und FD synchronisiert sind. Insbesondere ändert sich,wie in 12 gezeigt ist,die Batteriespannung VB zwischen 12,8 Volt und 14,5 Volt in zeitlicher Übereinstimmungmit dem Entladen von FD. Wie in 13 gezeigtist, liegt die Batteriespannung VB unter einer Unterbrechungsspannung(12,8 Volt), währendder Feldnennwert FD kontinuierlich ansteigt. Wie in 14 gezeigt ist, liegt die BatteriespannungVB nur ein klein wenig über12,8 Volt, wenn CD mit der Entladung von FD nicht zeitlich übereinstimmt.
    [0099] DasStromerzeugungssteuerungssystem dieser ersten Ausführungsformsteuert also den Referenzbetriebswert CD und steuert aber nichtso, dass FR zu oszillieren beginnt, was zu einer schlechten Steuerbarkeitoder zu Lampenflackern aufgrund der Resonanz von CD und FD führt. Wieoben erwähntwird die Frequenz von FD nicht erfasst, wenn CD bei 0 % liegt, bzw.die Steuerung erhältkeine Tastung an sich, so dass eine Umwandlung zu Analog oder einVerhältniszwischen EIN und AUS fürdie Steuerung verwendet wird. Es folgt die Beschreibung der Steuerunggemäß einerFahrzustandsbedingung oder entsprechend dem Betrag einer elektrischen Last.
    [0100] Beieiner Steuerung #1 bei Leerlauf (hohe Last) wird das Auftreten derelektrischen Last bestimmt durch einen Schwellenwert des Stromsensors 24 (Schwellenwertfür hoheLast). CD wird auf den mittleren Wert gesetzt (Basiswert CD für die elektrischeLast; z.B. 50 %). Die Motorlast ist unverändert. CD kehrt auf 100 % durchdie allmählichansteigende Erregung zurück,wodurch der Feldstrombetriebssignalwert FD ermittelt wird. Wennder Feldstrombetriebssignalwert FD bei 100 % liegt, steigt die Motordrehzahlbei Leerlauf an (mittels der Leerlaufdrehzahlsteuerung zur Erhöhung derAnsaugluftmenge), bis FD unter 100 % liegt. Dann wird die Batterie 6 aufgeladen.Wenn die elektrische Last abnimmt und FD unterhalb eines gewissenvorbestimmten Werts (z.B. 90 %) liegt, sinkt die Motordrehzahl,bis FD überdem bestimmten Wert ist.
    [0101] Beieiner Steuerung #2 bei Leerlauf (mittlere Last) wird das Auftretender elektrischen Last ermittelt durch einen Schwellenwert des Stromsensors 24 (Schwellenwertfür mittlereLast). Der Betriebssignalwert CD am Anschluss C wird auf den mittlerenWert gesetzt (Basiswert CD fürdie elektrische Last; z.B. 50 %). CD wird durch die allmählich ansteigendeErregung so gesteuert, dass sich die Spannung bei einem bestimmtenWert befindet. Bei dieser Spannung ist die Batterie 6 ineinem aufgeladenen Zustand oder ohne jeglichen Eingang/Ausgang.Die Motorlast ist unverändert.Darüberhinaus ist selbst bei Auftreten der elektrischen Last die Stabilität des Motors 2 im Leerlaufbetriebaufrechterhalten, da die Last der Lichtmaschine 8 unverändert ist.Der Anschlussbetriebswert CD wird geregelt, da sich die Batterie 6 entlädt und nurdie Spannung variiert. Es ist die Haltezeit Tc vorgesehen, und imAnschluss an diese Haltezeit Tc liegt der Betriebssignalwert CDam Anschluss C bei 100 % und der Feldbetriebssignalwert FD wirdermittelt.
    [0102] Beieiner Steuerung #3 währenddes Fahrbetriebs des Fahrzeugs wird das Auftreten der elektrischenLast durch einen Schwellenwert des Stromsensors 24 ermittelt.Der Betriebssignalwert CD am Anschluss C wird auf den mittlerenWert gesetzt (Basiswert CD fürdie elektrische Last; z.B. 50 %). CD kehrt durch allmählich ansteigendeErregung auf 100 % zurück.
    [0103] Wenneine elektrische Last auftritt und die Lichtmaschine 8 ander Stromerzeugung gehindert ist, kehrt die Lichtmaschine 8 ineinen Zustand der Stromerzeugungsunterbrechung zurück, wenndie elektrische Last wieder verschwindet.
    [0104] Beieiner Steuerung #4 wird, wenn eine Warnblinkanlage oder ein Blinkerverwendet wird, der Betrieb der Warnblinkanlage und des Blinkerserkannt. (Warnblinkanlagen schalten oftmals und über längere Zeit ein und aus, waszu einem Pendeln der Motordrehzahl führen kann.) Der Betrieb derWarnblinkanlage und des Blinkers wird erkannt, wenn erfasst wird,dass der Strom füreine bestimmte Zeitdauer wiederholt ein- und aussetzt. Der BetriebssignalwertCD am Anschluss C wird auf den mittleren Wert gesetzt (BasiswertCD der elektrischen Last; z.B. 50 %). CD wird durch eine allmählich ansteigendeErregung so gesteuert, dass die Spannung sich auf einem bestimmtenWert befindet. Bei dieser Spannung ist die Batterie in einem geladenenZustand. Die Motorlast ist unverändert.Es ist ein Zeitlimit Tw vorgesehen, und nach Ablauf des Zeitlimits Twkehrt CD auf 100 % zurück.Die Motordrehzahl im Leerlauf steigt an und die Motorlast sinktab, um das Pendeln zu verhindern, und die Batterie 6 wirdgeladen. Nach Ausschalten der Warnblinkanlage oder des Blinkerswird diese Steuerung nicht wieder ausgeführt, selbst wenn die Last derWarnblinkanlage oder des Blinkers erneut in einer bestimmten Zeitperiodeauftritt. Wie beschrieben wurde, wird bei der auf die elektrischeLast ansprechenden Steuerung der Betriebssignalwert CD am AnschlussC auf den mittleren Wert (z.B. 50 %) gesetzt. CD ist nicht auf diesen Wertbegrenzt. Es kann eine gesteuerte Spannungssetzung innerhalb einerGrenzspannung (zwischen 12,8 Volt und 14,5 Volt) angewandt werden.So kann zum Beispiel auf CD ein Wert von 20–80 % angewandt werden.
    [0105] ImErgebnis wird also gemäß dieserAusführungsformder Ausgang der Lichtmaschine 8, des Wechselstromgenerators,auf der Basis des erfassten Zustandes der Batterie und der elektrischenLasten gesteuert. Dies beeinträchtigtnicht die Lebensdauer der Batterie, die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungkann bis zum Äußerstengetrieben werden, und der Kraftstoffverbrauch verringert sich.
    [0106] Insbesonderewird bei der Steuerung des Betriebssignalwerts (CD) am AnschlussC, durch Einstellen der gewähltenBatteriespannung, der Ausgangsstrom der Lichtmaschine 8 durchCD verändert,und die Batterie 6 kann beginnend vom Ladezustand bis zumEntladezustand überwachtwerden. Auch wird, weil der CD-Wert so gesteuert wird, dass er aufdem mittleren Wert liegt, der Ausgang der Lichtmaschine 8 geregelt,um so eine Schwankung der Motordrehzahl durch die elektrische Lastzu vermeiden. Darüberhinaus lassen sich, da die allmählichebzw. allmählichansteigende Erregung durch die Steuerung 20 bewerkstelligtwird, jegliche Form der allmählichenErregung und jegliches Zeitverhalten für die allmähliche Erregung einstellen,so dass die Zeit fürdie allmählicheErregung entsprechend der Leerlaufdrehzahlsteuerung verkürzt werdenkann, was die Steuerung des Motors 2 verbessert.
    [0107] Auchbei der Feldstromüberwachung(FD) kann der Zustand der elektrischen Lasten einschließlich derBatterie 6 bestimmt werden, während die Lichtmaschine 8 ander Stromerzeugung gehindert ist. Es kann eine sichere Entladungstiefefür dieBatterie 6 eingestellt werden, was zu einem effektiven Einsatzder regenerativen Stromerzeugung führt. Bei der Stromerzeugungkann eine übermäßig große Lastdurch die Lichtmaschine 8 bestimmt werden, so dass dieBatterie durch eine erhöhteLeerlaufdrehzahl geschütztwerden kann.
    [0108] Darüber hinauskann in der Überwachung derelektrischen Last durch den Stromsensor 24 ein EL-Schalter in Komponentenmit hoher Last (Klimaanlage, Lichter, Enteisungsvorrichtungen) weggelassenwerden. Er kann Anwendung finden, wenn ein Gesamtstrom elektrischerElemente des Systems kleiner elektrischer Lasten groß ist. Erkann auch Anwendung finden bei Komponenten mit hoher Last ohne denEL-Schalter (Stromfür Fensterhebersperre)und ohne zusätzlicheKomponenten, die vom Benutzer angebracht wurden.
    [0109] Beider Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung während des Beschleunigens desFahrzeugs wird durch die Lichtmaschine 8 beim Losfahrendes Fahrzeugs keine Last auferlegt, wodurch sich ein besseres Fahrgefühl im Hinblickauf die Beschleunigung ergibt, und auch der Kraftstoffverbrauchist durch die Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 verringert.
    [0110] Beider regenerativen Ladesteuerung beim Bremsen des Fahrzeugs befindetsich die Batterie 6 im entladenen Zustand aufgrund derStromerzeugungs-Unterbrechungssteuerungwährenddes Beschleunigens des Fahrzeugs, so dass die Aufnahme des Stromsaus der Bremsenergie verbessert ist. So kann durch Herabnehmen derFahrzeuggeschwindigkeit und weniger häufiges Betätigen der Bremse Energie gespartwerden.
    [0111] Beider Steuerung im Ansprechen auf die elektrische Last gleicht dieBatterie 6 die Schwankung der elektrischen Last durch denBetriebswert CD am Anschluss C aus, der auf dem mittleren Wert liegt,so dass die Motordrehzahl stabilisiert ist. Das Pendeln der Motordrehzahlaufgrund der Warnblinkanlage oder des Blinkers kann auch verhindertwerden.
    [0112] Beider Beschleunigung des Fahrzeugs steuert die Steuerung 20 dieLichtmaschine 8 so, dass die Stromerzeugungsunterbrechungdurch den Ausgangssteuerungsabschnitt 20E bewerkstelligtwird, wenn im mit dem Motor 2 in Verbindung stehenden Getriebe 4 voneinem ersten in einen zweiten Gang geschaltet wird, und wenn dervom Stromsensor 24 erfasste Stromwert für die elektrische Last kleinerist als der vorbestimmte Wert. Dadurch kann die Stromerzeugung derLichtmaschine währendder Beschleunigung des Fahrzeugs unterbunden werden, was dem Fahrerein besseres Gefühlhinsichtlich der Beschleunigung vermittelt und den Kraftstoffverbrauchverringert.
    [0113] BeimAbbremsen des Fahrzeugs beginnt die Steuerung 20 mit derStromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 durchden Ausgangssteuerungsabschnitt 20E gleichzeitig mit derSchubabschaltungssteuerung des Verbrennungsmotors 2. Da sichdie Batterie 6 im entladenen Zustand befindet, kann dieBatterie den Strom währenddes Abbremsens des Fahrzeugs aufnehmen, und ist daher stets in einemvorzuziehenden Zustand gehalten.
    [0114] Wennder Stromsensor 24 erfasst, dass die elektrische Last desFahrzeugs auftritt, setzt die Steuerung 20 das externeEingangsbetriebswertsignal an die Lichtmaschine 8 auf 50%. Bei Eingang des Signals fürdie elektrische Last kann die Batterie 6 die Spannungsschwankungbei Eingang aufnehmen, da das externe Eingangsbetriebssignal CDauf 50 % gesetzt ist. Dies stabilisiert die Motordrehzahl und verhindertdas Pendeln der Motordrehzahl aufgrund des intermittierenden Betriebsvon Warnblinkanlage oder Blinker.
    [0115] 15 zeigt eine Abänderungder ersten Ausführungsform.Das Problem, das auftritt, wenn die Steuerung 20 FD direktsteuert, währendCD bei null % liegt, wird durch Aufnahme folgenden Elementes indie Regelschaltung 32 überwunden.
    [0116] Undzwar wird das Signal fürdie Stromerzeugungsunterbrechung von der Regelschaltung 32 erzeugt,um den Tastzyklus zu generieren. Die Regelschaltung 32 gehtzum Selbstbetrieb über,wenn erfasst wird, dass CD füreine vorbestimmte Zeit auf 0 % liegt. Die CD-Steuerung kehrt zurück zur Steuerungder Aktivierung/Deaktivierung des Anschlusses C, und die Steuerung 20 steuertFR direkt. Die Regelschaltung 32 geht zum Selbstbetrieb über, sodass die Regelschaltung 32 den Betriebszyklus erzeugt, wenndas Betriebssignal am Anschluss C (Unterbrechungssignal) empfangenwird. Fürden Eingang bzw. Ausgang ist FR vorgesehen, und die Steuerung 20 kannzwischen Eingang und Ausgang gemäß dem Betriebssignalam Anschluss C umschalten.
    [0117] Inden 16–21 ist eine zweite Ausführungsformder vorliegenden Erfindung dargestellt.
    [0118] Indieser zweiten Ausführungsformsind dieselben Funktionsteile mit denselben Bezugszeichen in Bezugauf die erste Ausführungsformbezeichnet.
    [0119] Diezweite Ausführungsformhat folgende Merkmale. Wie in 16 gezeigtist, befindet sich zwischen dem Stromsensor 24 und derBatterie 6 ein Sicherungskasten 52. Die Lichtmaschine 8 istan den Sicherungskasten 52 und an den Zündschalter 16 angeschlossen.Die Steuerung 20 ist an einen Kühlerventilator 54 undan einen EL-Schalter 56 angeschlossen.
    [0120] DerBetrieb dieser zweiten Ausführungsform wirdnun beschrieben.
    [0121] MitBezug auf 17 startetein anderes Programm zur Unterbrechungssteuerung der Stromerzeugungdurch die Lichtmaschine 8 beim Anlassen des Motors beiSchritt 502. Es wird bestimmt, ob ein Drahtbruch vorliegt(Schritt 504). Dann erfolgt bei Schritt 506 eineFeststellung, ob der Zündschalter 16 eingeschaltetist oder nicht (IG SW EIN). Wenn die Feststellung bei Schritt 506 "NEIN" ergibt, geht das Programmzum vorigen Schritt 504 zurück. Wenn die Feststellung beiSchritt 506 "JA" ergibt, werden CD-Signale ausgegebenbei "cdbase %", z.B. 50 %, unddas FD-Signal wird abgegeben (Schritt 508).
    [0122] BeiSchritt 510 wird auch bestimmt, ob dieses FD-Signal OK ist odernicht. Wenn die Feststellung bei Schritt 510 "NEIN" ergibt, wird dasCD-Signal auf 100 % gesetzt, als Signal für einen Drahtbruch (Schritt 512).
    [0123] Wenndie Feststellung bei Schritt 510 "JA" ergibt,beginnt die Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 beimAnlassen des Motors 2, und CD wird auf 0 % gesetzt (Schritt 514).Dann wird der Anlasser 22 betätigt und es wird bei Schritt 516 festgestellt,ob ein vollständigesStarten des Motors 2 vorhanden ist oder nicht.
    [0124] Dannwird bei Schritt 518 festgestellt, ob NE (Motordrehzahl)auf oder überNSET (Motorsolldrehzahl; 2.000 min-1) liegt. Wenn die Feststellungbei Schritt 518 "JA" ergibt, dann erfolgtbei Schritt 520 eine weitere Feststellung, ob eine vorbestimmteZeit (TRETM# Sekunden) verstrichen ist. Wenn die Feststellung beiSchritt 520 "NEIN" ergibt, wird diese Feststellungwiederholt.
    [0125] Wenndie Feststellung bei Schritt 518 "NEIN" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 522 eine weitere Feststellung,ob seit dem abgeschlossenen Start/Anlassvorgang des Motors 2 einevorbestimmte Zeit (TCPLTM# Sekunden) verstrichen ist. Wenn die Feststellungbei Schritt 522 "NEIN" ergibt, kehrt das Programmzum vorigen Schritt 518 zurück.
    [0126] Wenndie Feststellung bei Schritt 520 oder 522 "JA" ergibt, ist dieStromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 beim Anlassendes Motors abgeschlossen, und CD wird auf "cdbase % (50 %)" gesetzt (Schritt 523).
    [0127] Dannwird in Schritt 524 bestimmt, ob die Zeit "cdspun1# Sekunden" verstrichen istoder nicht. Wenn die Feststellung bei Schritt 524 "NEIN" ergibt, wird dieseFeststellung wiederholt.
    [0128] Wenndie Feststellung bei Schritt 524 "JA" ergibt,wird CD um "cduprate" % erhöht (Schritt 526). Dannwird bei Schritt 528 bestimmt, ob CD auf 100 % liegt. Wenndie Feststellung bei Schritt 528 "NEIN" ergibt,kehrt das Programm zu Schritt 524 zurück. Wenn die Feststellung beiSchritt 528 "JA" ergibt, ist dasProgramm beendet (Schritt 530).
    [0129] 18 zeigt eine Steuerungbei FID-Verzögerung(Schnellleerlaufverzögerung).Das Programm beginnt bei Schritt 602. Die FID-Zündverzögerung, dieMenge an Luft bei Leerlauf (ISC-Luftmenge; ISCQA) werden bei Schritt 604 korrigiert.Dann wird CD auf 100 % gesetzt (Schritt 606).
    [0130] BeiSchritt 608 treten folgende Ereignisse ein. Die elektrischeLast (ausgenommen fürdie Klimaanlage; A/C) tritt auf, d.h. das Licht oder die Heizung(oder eine elektrische Heizung füreinen Katalysator) werden eingeschaltet. Wenn die Klimaanlage eingeschaltetwird, dann befindet sich die Last auf einem Maximalwert. Wenn eineKühlmitteltemperatur THWgrößer istals "tcdfd1#" Grad (Celsius),dann wird der Kühlerventilator 54 aktiviert.
    [0131] Dannwird die Leerlaufluftmenge (ISC-Luftmenge) korrigiert (Schritt 610),und zwar wegen der elektrischen Last. Bei Schritt 612 erfolgendie Bestimmung von Fehlzündungenim Motor und die Bestimmung der Abgastemperatur. Dann erfolgt beiSchritt 614 eine Feststellung, ob eine FID-Verzögerungssteuerungangeraten ist.
    [0132] Wenndie Feststellung bei Schritt 614 "NEIN" ergibt,wird die elektrische Last durch das Absenken von CD überprüft (Schritt 616)und das Programm kehrt zu Schritt 612 zurück. Wenndie Feststellung bei Schritt 614 "JA" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 618 eine Feststellung, ob dieFID-Verzögerungssteuerungendet. Wenn die Feststellung bei Schritt 618 "NEIN" ergibt, dann wirddiese Feststellung wiederholt.
    [0133] Wenndie Feststellung bei Schritt 618 "JA" ergibt,kehrt die elektrische Last zur ursprünglichen Last zurück (Schritt 620)und das Programm endet (Schritt 622).
    [0134] 19 zeigt die Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine 8 beim Losfahren und während derBeschleunigung des Fahrzeugs. Das Programm beginnt bei Schritt 702.Als Anfangsbedingungen werden bei Schritt 704 die folgendeneingegeben: (1) Schalten vom Leerlauf in eine Fahrstufe; (2) nachdem Umschalten des Leerlaufschalters 28 von EIN zu AUS,und währenddes Schaltens vom ersten in den zweiten Gang; (3) der EL-Schalter 56 ist deaktiviert;(4) die Batteriespannung VB ist größer oder gleich "VSTCUT#[VSCTHY#]"; und (5) Betriebsartnicht in Selbstblockierung. Dann wird bei Schritt 706 festgestellt,ob diese Anfangsbedingungen erfülltwerden. Wenn die Feststellung bei Schritt 706 "NEIN" ergibt, kehrt dasProgramm zum vorigen Schritt 704 zurück.
    [0135] Wenndie Feststellung bei Schritt 706 "JA" ergibt,wird CD auf "cdaxcl1#%" (Schritt 708)gesetzt. Als Aufhebungsbedingungen werden die folgenden bei Schritt 710 eingegeben:(1) Ne übersteigt cdaxclne1#%(4.000 min-1) oder die Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt "cdspd1#" [85 km/h], und zwar beide das ersteMal; (2) der EL-Schalter 56 ist ausgeschaltet; (3) FD istgrößer odergleich "fdaxclduty1#"[50 %] (FD-Überwachungssteuerung), wobeifür dieCD-Steuerung dieseBedingung (3) gemäß dem CD-Wert "cdaxcl1#%" gesetzt wird; (4) Schaltenvon einer Fahrstufe in den Leerlauf; (5) es ist eine starke Abnahmeder Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst worden; (6) Betriebsart Anlassen;und (7) Betriebsart Selbstdiagnose. Dann wird bei Schritt 712 bestimmt,ob diese Aufhebungsbedingungen erfüllt sind. Wenn die Feststellungbei Schritt 712 "NEIN" ergibt, kehrt dasProgramm zu Schritt 710 zurück. Obwohl bei Schritt 710 bei(3) fürdie FD-Steuerung FD größer odergleich "fdaxclduty1#"[50 %] ist, und bei(3) fürdie CD-Steuerung CD gleich "cdaxcl1#" ist, können beidenach Wahl verwendet werden.
    [0136] Wenndie Feststellung bei Schritt 712 "JA" ergibtund wenn (1) "fdaxclduty1#für FD" erfasst wird, dannwird CD auf "cdbase1#" [50 %] gesetzt undallmählicherhöhtum "cdaxcluprate1#" [1 %] auf 100 %,jeweils für "cdaxclspun1#" [10 ms]. Wenn die Feststellungbei Schritt 712 "JA" ergibt und wenneine starke Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst wird, dannwird CD auf 100 % gesetzt (Schritt 714). Dann endet dasProgramm (Schritt 716).
    [0137] 20 zeigt die Stromerzeuqungsunterbrechungder Lichtmaschine 8 beim Abbremsen des Fahrzeugs. Das Programmbeginnt bei Schritt 802. Es wird eine starke Geschwindigkeitsabnahmeerfasst (Auslöserfür Ladesteuerungwährenddes Abbremsens des Fahrzeugs). Beispielsweise ist (1) beim Abbremsendes Fahrzeugs eine Schubabschaltung aufgetreten, oder (2) es wirdein starker Gradient der Geschwindigkeitsabnahme erfasst (Schritt 804).CD wird auf 100 % gesetzt, d.h. die Ladesteuerung beim Abbremsendes Fahrzeugs setzt ein (Schritt 806). Es wird bei Schritt 808 festgestellt,ob die Motordrehzahl NE kleiner als "cdnelo1#" [1.500 min-1] ist. Wenn die Feststellungbei Schritt 808 "NEIN" ergibt, wird dieseFeststellung wiederholt. An diesem Schritt 808 kann einezusätzliche "ODER"-Bedingung, bei derder Beschleunigungsschalter 30 erneut aktiviert wird, eingesetztwerden, und zur Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 zurückgekehrtwerden.
    [0138] Wenndie Feststellung bei Schritt 808 "JA" ergibt,dann erfolgt bei Schritt 810 eine weitere Feststellung,ob FD kleiner als "fdaxclduty1#" [50 %] ist. Wenndie Feststellung bei Schritt 810 "JA" ergibt, wirdCD auf "cddeo11#" [10 %] gesetzt,und die Stromerzeugungs-Unterbrechungssteuerung der Lichtmaschine 8 beimAbbremsen des Fahrzeugs setzt ein (Schritt 812). Bei Schritt 814 erfolgteine Feststellung, ob FD größer odergleich "fdaxclduty1#" [50 %] ist. Wenndie Feststellung bei Schritt 814 "NEIN" ergibt,wird diese Feststellung wiederholt.
    [0139] Wenndie Feststellung bei Schritt 814 "JA" ergibtoder die Feststellung bei Schritt 810 "NEIN" ergibt,wird CD auf "cdbase1#" [50 %] gesetzt,und wird allmählichum "cdaxcluprate1#" [1 %] bis auf 100% erhöht,jeweils für "cdaxclspun1#" [10 ms] (Schritt 816).Dann endet das Programm (Schritt 818).
    [0140] AlsNächsteswird die Stromerzeugungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsformmit Bezug auf eine Taktimpulsgrafik in 21 erläutert.
    [0141] Wiein 21 gezeigt ist, steigtCD von 0 % auf 20 % an, wenn der Zündschalter 16 in derParkstellung oder im Leerlauf (Zeitpunkt t1) aktiviert wird. Wennder Anlasser 22 aktiviert wird (IG EIN) (Zeitpunkt t2),sinkt CD auf 0 % ab. Zum Zeitpunkt t3, nachdem X Sekunden ab derErfassung des abgeschlossenen Anlassvorgangs des Motors verstrichen sind,oder zu einem Zeitpunkt t4, nachdem Y Sekunden verstrichen sind,ab dem Ne größer odergleich NSET ist, steigt CD auf 50 % an (Zeitpunkt t5). Dann nimmtCD allmählichzu, und die FID (Schnellleerlaufverzögerung) setzt ein (Zeitpunktt6). CD erreicht 100 % (Zeitpunkt t7), und dann wird im Getriebevom Leerlauf in eine Fahrstufe geschaltet (von N zu D) (Zeitpunktt8). Wenn im Getriebe vom ersten zum zweiten Gang geschaltet wird(Zeitpunkt t9), fälltCD auf 20 % ab. Wenn die Schubabschaltung des Motors 2 einsetzt(Zeitpunkt t10), dann erreicht CD 100 %. Wenn der Beschleunigungsschalter 30 aktiviert wird(Zeitpunkt t11), liegt CD auf 20 %. FD liegt auf 50 % (Zeitpunktt12) und CD liegt auf 50 %. Dann steigt CD allmählich auf 100 % an (Zeitpunktt13). Wenn das Getriebe vom ersten in den zweiten Gang geschaltetwird (Zeitpunkt t14), liegt CD bei 20 %. Wenn das Getriebe vom drittenin den vierten Gang geschaltet wird (Zeitpunkt t15), liegt CD auf100 %. Dann liegt CD bei 20 % (Zeitpunkt t16). Wenn die Schubabschaltungdes Motors 2 beim Abbremsen des Fahrzeugs wieder durchgeführt wird(Zeitpunkt t17), dann erreicht CD 100 %. Wenn die MotordrehzahlNe unter 1.500 min-1 liegt, liegt CD bei 20 % (Zeitpunkt t18). Wenndas Getriebe von einer Fahrstufe in den Leerlauf gebracht wird (Zeitpunktt19), erreicht CD 100 %. Wenn der Zündschalter 16 deaktiviertwird (IG AUS) (Zeitpunkt t20), liegt CD bei 20 %. Wenn der Zündschlüssel abgenommenwird (Zeitpunkt t21), beträgtCD 0 %.
    [0142] Insbesondereliegt bei dieser zweiten Ausführungsformfür dieStromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 beim Anlassen desMotors CD auf 0 % und FD auf 0 %. Selbst unter dieser Bedingungwird eine bestimmte Menge an elektrischem Strom in Bezug auf dieReferenzspannung von FD erzeugt werden, so dass die bestehende Stromerzeugungsabschaltungbeim Starten des Fahrzeugs immer noch erforderlich ist (insbesondere beiniedriger Temperatur). Es kann ggf. ins Auge gefasst werden, dassdie Lichtmaschine 8 durch ein Relais (nicht gezeigt) kurzgeschlossenwird, um einen Kurzschluss herzustellen (die Spannung steigt nicht an).Im Falle einer normalen Lichtmaschine 8, bei der die Betriebssteuerung(CD) durch Anschluss C durchgeführtwird, ist es aufgrund der Möglichkeitder Resonanz mit der allmählichansteigenden Anregungsschaltung schwierig, die Stromerzeugungsunterbrechungbeim Anfahren des Fahrzeugs durchzuführen. Hier können eingehende Überlegungenin Bezug auf die Frequenz erforderlich sein.
    [0143] Beieiner Nulllast-Bedingung wird folgende Steuerung ausgeführt.
    [0144] Beider FID (Schnellleerlaufverzögerung) steigtdie Leerlaufluftmenge (ISC-Luftmenge) mit einem zunehmenden Betragder Schnellleerlauf- Zündverzögerung an.Deshalb kann im Fehlzündungsbereichdie Leerlaufluftmenge nicht noch weiter erhöht werden. Vielmehr kann, indemman den Kühlerventilator 54 oderdie Klimaanlage (oder die elektrische Heizung für die Katalysatorheizung) miteiner Last beaufschlagt, die Leerlaufluftmenge erhöht werden.
    [0145] BeimParken, im Leerlauf oder bei niedrigem Gang ist die Lichtmaschine 8 dauerndaktiviert (Basiswert CD liegt bei 100 %). Die Lichtmaschine 8 decktwenigstens den Stromverbrauch des Anlassers 22. CD wirdauf einen hohen Wert gesetzt, ist aber entsprechend dem Zustandder Batterie reguliert.
    [0146] BeimAnfahren des Fahrzeugs, während manvom Leerlauf in eine Fahrstufe schaltet, ist die Lichtmaschine immernoch aktiv. Abgesehen vom ersten Gang im Hinblick auf den Drehmomentbedarf istdie Lichtmaschine 8 im zweiten oder höheren Gang hinsichtlich derFahrfähigkeitan der Stromerzeugung gehindert. Ob der Ladezustand OK ist, wird ausFD unter der Nulllastbedingung ermittelt. Unter der Nulllastbedingungist der von der Batterie 6 gelieferte Strom im mittlerenDrehzahlbereich klein, sogar wenn die Stromerzeugung verhindertist. FD liegt am Schwellenwert (z.B. 50 %), und die Lichtmaschine 8 kehrtzur Stromerzeugung durch allmählichansteigende Erregung zurück.Wenn CD zur Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 auf0 % gesetzt wird, bleibt auch FD auf 0 %. Daher ist es erforderlich,dass CD auf einen normalen Zustand zurückkehrt, nachdem CD auf einenbestimmten Wert (ungefähr20 %) angestiegen ist und FD mit Abnahme der Batteriespannung bisauf den Schwellenwert ansteigt.
    [0147] BeimBeschleunigen des Fahrzeugs in einem Schaltgetriebe mit vier Gängen wirddie Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 aufgehoben,wenn in den vierten Gang geschaltet wird. Bei einer solchen Motordrehzahlist eine schlagartige Belastung, die beim Aufheben der Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine 8 auftreten kann, klein.
    [0148] BeimAbbremsen des Fahrzeugs liegt CD bei 100 % und FD schwankt entsprechendder Batterie 6 und den Lasten. Die Stromerzeugung der Lichtmaschine 8 istunterbunden, wenn die Motordrehzahl bei 1.500 min-1 liegt, womitin den FD-Bestimmungsmodus übergegangenwird. Auch bei erneutem Gasgeben kehrt die Lichtmaschine 8 zurStromerzeugungsunterbrechung zurück.
    [0149] Während desStillstands des Fahrzeugs liegt CD bei 0 % und wenn der Zündschalter 16 aktiviert wird,werden einige Prozent der Betriebssignalwelle erzeugt, um auf einenDrahtbruch hin zu überprüfen.
    [0150] ImLeerlaufbetrieb des Motors 2 wird die FD-Bestimmung ausgeführt, ummit der Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 zubeginnen.
    [0151] BeiBetrieb des Kühlerventilators 24 wirddie Last der Lichtmaschine 8 bei Leerlaufbetrieb groß und einzufließenderStrom setzt ein, was zu einem Pendeln der Motordrehzahl führen kann.Die Stromerzeugungsunterbrechung wird nur für ein, zwei Sekunden ab Aktivierungdes Kühlerventilators 54 ausgeführt, undnachdem sich die Batteriespannung wieder bis zu einem gewissen Graderholt hat, wird die Stromerzeugungsunterbrechung durch allmählich ansteigendeErregung wieder aufgehoben. Bei Auftreten der elektrischen Lastist die Lichtmaschine 8 ständig aktiv, hauptsächlich inAnbetracht des zufließendenStroms.
    [0152] Während derAnsteuerung durch die allmählichansteigende Erregung steigt CD der Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine 8 (in einem Zustand mit geringer Ladung)z.B. von 20 % auf den CD-Basiswert (z.B. 50 %). Die Lichtmaschine 8 wird aktiviert(in einem Zustand hoher Ladung, z.B. CD bei 100 %), um das Tastverhältnis innerhalbeiner bestimmten Zeitdauer allmählichanzuheben (z.B. 2,5 Sekunden, 5 Sekunden oder dergleichen).
    [0153] Mitder Bestimmung von FD ist die Schwelle für FD bei (1) einem Nulllastzustand,beim Leerlaufbetrieb, und beim Ladebetrieb mit geringem Ausmaß vorgesehen,um so zu bestimmen, dass die Lichtmaschine 8 von der Stromerzeugungsunterbrechung zurückgekehrtist. (2) FD verändertsich an der Schaltung kaum, währendStrom und Spannung unter einer bestimmten Bedingung (Nulllast, Leerlauf)geprüftwerden, CD steigt nach und nach an, und der Punkt, an dem FD kleinerals CD ist, wird zur aktuellen Bedingung für das Batteriesystem.
    [0154] ImErgebnis wird gemäß der zweitenAusführungsformder vorliegenden Erfindung der Strom durch die Spule (Feldspule)direkt durch die CD-Steuerung, die FD-Rückkopplungssteuerung, unddie Stromüberwachunggesteuert. Der Betriebswert, bei dem die Batteriespannung korrigiertwird, wird als das FD-Signalzum Erhalt der Rückkopplung erfasst.Darüberhinaus kann die Batteriespannung auf einen wählbaren Wert eingestellt werden.Aus dem Gesamtstrom lässtsich auch ein Schwellenwert fürdie Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 (niedrigwertigeLadesteuerung) berechnen, was die Möglichkeit aus der Welt schafft,dass ohne den EL-Schalter 56 ein übermäßig hoherGesamtlaststrom der elektrischen Last auftritt. Die Stromerzeugungdurch die Lichtmaschine 8 lässt sich errechnen aus FD undder Motordrehzahl, so dass der Lade-/Entladezustand der Batterie 6 überwachtwerden kann, wenn die aktuelle Überwachungan einer Lastseite angeordnet wird. Darüber hinaus kann der Zustandder Batterie 6 aus der Lademenge und der Spannung der Batteriebestimmt werden. Im Winter besitzt die Batterie 6 einenhohen Widerstand und die Spannung wird groß in Bezug auf den Strom. Die Batterie 6 kanngeschütztwerden, indem man die Entladung der Batterie 6 herabsetztund den Strom von der Lichtmaschine 8 hinaufsetzt. Nochweiter darüberhinaus kann die Lebensdauer der Batterie 6 bestimmt werdenaus einer Umgebungstemperatur bzw. Lösungstemperatur der Batterie 6.
    [0155] Insbesonderekann die Batteriespannung bei der Betriebssteuerung durch AnschlussC (CD-Steuerung) auf eine bestimmte Spannung eingestellt werden.Auch beim Losfahren und Beschleunigen des Fahrzeugs, bei der dieMotorlast verringert sein sollte, kann die Last der Lichtmaschine 8 verringertwerden, was das Leistungsvermögendes Motors 2 verbessert.
    [0156] Außerdem kannwährendder Feldstromnennwertüberwachung(Rückkopplung)der Zustand des elektrischen Laststroms einschl. der Last der Batterie 6 bestimmtwerden. Da der Zustand der Batterie 6 bestimmt werden kann,kann die Bedingung fürdie Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine 8 breiterausfallen, wodurch der regenerative Strom effizienter zum Einsatzkommen kann.
    [0157] Darüber hinauskann beim Überwachender elektrischen Last durch den Stromsensor 24 der EL-Schalter 56 beiAusrüstungmit starker Last (Klimaanlage, Lichter, Enteisungsvorrichtung) weggelassenwerden. Das System kann den Bedarf decken, wenn der Gesamtstromder elektrischen Elemente bestehend aus kleinen elektrischen Lasten groß ist.
    [0158] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf das oben Gesagte beschränkt, sondernes könnenzahlreiche Abänderungenoder Modifikationen daran vorgenommen werden.
    [0159] Beispielsweisewird die Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine entsprechendder Umgebungstemperatur oder dem atmosphärischen Druck ausgeführt. Wirdmit dem Fahrzeug eine Bergfahrt unternommen, wird die Stromerzeugungsunterbrechungder Lichtmaschine durchgeführt,um die Motorlast zu verringern. Beim Bergabfahren des Fahrzeugskann die regenerative Stromerzeugung durchgeführt werden, und darüber hinauskann die Stromerzeugungsunterbrechung der Lichtmaschine auch inAnbetracht des Gewichts des Fahrzeugs durchgeführt werden, um die Batteriezu schützen.
    [0160] DieStromerzeugung, die von der Lichtmaschine abgefordert wird bzw.die sie abgeben soll, kann im Hinblick auf die beabsichtigte Fahrstrecke undden Fahrzustand fürden Tag vorhergesagt und gesteuert werden, wie sie anhand der Informationeines Navigationssystems und einer Verkehrszentrale bestimmt werden,um fürden Tag die Stromerzeugung entsprechend zuzuweisen.
    [0161] Obwohleine bestimmte bevorzugte Ausführungsformder Erfindung im Einzelnen zu darstellenden Zwecken offenbart wordenist, ist klar, dass Abänderungenbzw. Modifikationen der offenbarten Vorrichtung, einschl. der Anordnungvon Teilen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] Stromerzeugungssteuerung für einen Wechselstromgenerator, beider der Wechselstromgenerator durch einen in einem Fahrzeug eingebautenVerbrennungsmotor angetrieben wird und eine Batterie lädt, wobeidie Stromerzeugungssteuerung den Ausgang des Wechselstromgeneratorsgemäß einemexternen Eingangsbetriebssignalwert und einer Batteriespannung steuert,die sich gemäß einemFahrzustand des Fahrzeugs und/oder einem Betriebszustand des Motors ändern, beider ein Stromfühlereinen Strom erfasst, der von einer elektrischen Last am Fahrzeug benötigt wird, eineSteuerungseinheit einen Feldstromsteuerungsabschnitt, einen Feldstromüberwachungsabschnitt undeinen Ausgangssteuerungsabschnitt umfasst, der Feldstromsteuerungsabschnitteinen Feldstrom des Wechselstromgenerators steuert, der Feldstromüberwachungsabschnitteinen Feldstromnennwert überwacht,der einen gesteuerten Zustand des Feldstroms des Wechselstromgeneratorsdarstellt, und der Ausgangssteuerungsabschnitt den Ausgang des Wechselstromgeneratorsentsprechend dem durch den Feldstromüberwachungsabschnitt überwachten Feldstromnennwert,und/oder entsprechend dem durch den Stromfühler erfassten Laststromwertkorrigiert.
    [2] Stromerzeugungssteuerung für einen Wechselstromgenerator,nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinheit den Wechselstromgeneratoran der Stromerzeugung durch den Ausgangssteuerungsabschnitt hindert,wenn in einem mit dem Motor in Verbindung stehenden Getriebe einGangwechsel vom ersten zum zweiten Gang beim Losfahren und Beschleunigendes Fahrzeugs stattfindet, und wenn der vom Stromfühler erfassteelektrische Laststrom kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
    [3] Stromerzeugungssteuerung für einen Wechselstromgenerator,nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinheit gleichzeitig mitder Schubabschaltung des Motors eines Hybridfahrzeugs den Wechselstromgeneratorin die Lage versetzt, durch den Ausgangssteuerungsabschnitt beimAbbremsen des Fahrzeugs eine regenerative Erzeugung zu beginnen.
    [4] Stromerzeugungssteuerung für einen Wechselstromgenerator,nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinheit den externen Eingangsbetriebssignalwertsetzt, der dem Wechselstromgenerator bei einem vorbestimmten Wertzur Verfügunggestellt wird, wenn der Stromfühlerdie elektrische Last im Fahrzeug erfasst.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004274842A|2004-09-30|
    US20040174018A1|2004-09-09|
    US7023102B2|2006-04-04|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-10-14| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2011-10-24| R016| Response to examination communication|
    2012-07-16| R016| Response to examination communication|
    2017-05-16| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2017-06-20| R003| Refusal decision now final|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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