專利名稱：用于在汽車中由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在汽車中由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的運(yùn)行方法，以及ー種供電單
J Li ο
背景技術(shù)：
現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)通常裝配有所謂的起動(dòng)/停自動(dòng)裝置。在這樣ー種起動(dòng)/停自動(dòng)裝置中規(guī)定根據(jù)一定的條件自動(dòng)地?cái)嚅_內(nèi)燃機(jī)，通常是通過(guò)結(jié)束噴燃料(也就是中斷供燃料)。通常當(dāng)汽車停車時(shí)完成這種結(jié)束噴燃料。一旦駕駛員想繼續(xù)行駛，并且這例如通過(guò)操作操作部件，例如燃料門踏板或者離合器踏板表現(xiàn)出來(lái)，則內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。這在這個(gè)發(fā)明的框架內(nèi)叫作再起動(dòng)。
可采用不同的方法實(shí)現(xiàn)這種再起動(dòng)。一方面使用這樣ー些方法，在這些方法中借助所謂的起動(dòng)器或者起動(dòng)裝置再次起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。為此，通常使用一種成本有利的小齒輪起動(dòng)器。因?yàn)樵谶@種情況中通常在轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)中不可能有嚙合，所以它以內(nèi)燃機(jī)停車為前提。因此人們希望從停止噴燃料到內(nèi)燃機(jī)完全停止運(yùn)行的時(shí)間間隔能盡可能地短，為的是不必使駕駛員的再次起動(dòng)的愿望滯延。另ー方面也公開了所謂的直接起動(dòng)方法，在所述直接起動(dòng)方法中，已在內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)行期間就在汽缸中為再次起動(dòng)提供了有利的混合氣，這樣就可在不使用起動(dòng)器的情況下直接通過(guò)點(diǎn)火起動(dòng)。其中，在慣性運(yùn)行期間經(jīng)常實(shí)際進(jìn)行的步驟就是沖掉剩余氣體，為此，特別是在內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)行階段通過(guò)打開節(jié)流閥來(lái)提高進(jìn)氣管壓力。然而在氣缸中提高空氣量會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)行的不穩(wěn)定，且伴隨有振動(dòng)，搖動(dòng)等。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)行時(shí)曲軸的轉(zhuǎn)速超過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的共振范圍時(shí)這ー問(wèn)題特別難以解決，因?yàn)樵诖嗽诠ぷ鞴?jié)拍中(無(wú)燃燒，也就是說(shuō)只發(fā)生膨脹)曲軸的加速起著特別強(qiáng)烈的作用。特別是由于舒適性的原因內(nèi)燃機(jī)的這種不安靜的運(yùn)行人們是不希望的。因此人們希望改進(jìn)慣性運(yùn)行期間內(nèi)燃機(jī)的特性，特別是克服所描述的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明建議ー種具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的用于在汽車中由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的運(yùn)行方法以及ー種供電単元。ー些有利的方案是從屬權(quán)利要求和下述說(shuō)明的主題。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明克服了所述的缺陷，其做法是由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(通常叫作照明發(fā)電機(jī)(Lichtmaschine))在慣性運(yùn)行期間有針對(duì)性地在輸出端短路。發(fā)電機(jī)甚至在低轉(zhuǎn)速時(shí)，特別是也在怠轉(zhuǎn)速以下，直到停止時(shí)，只要至少兩個(gè)相短路就可從曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)中得到可觀的カ矩。通過(guò)這ー措施它可克服曲軸加速，其結(jié)果是發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性運(yùn)行既更加快速也更加安靜。在一種優(yōu)選的方案中根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)速和/或位置完成發(fā)電機(jī)的短路。當(dāng)發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速上閾值以下短路時(shí)可達(dá)到特別短的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性運(yùn)行。發(fā)電機(jī)方面提高的力矩接收如同附加的牽引力矩ー樣作用到曲軸上，通過(guò)這ー措施停車提早出現(xiàn)。通過(guò)發(fā)電機(jī)的主動(dòng)影響大大地縮短了內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)行。當(dāng)根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角使發(fā)電機(jī)短路則可達(dá)到直接起動(dòng)系統(tǒng)中特別平靜的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性運(yùn)行。其中優(yōu)選地為ー個(gè)或者多個(gè)一定的曲軸轉(zhuǎn)角間隔激活發(fā)電機(jī)相的短路，在所述的曲軸轉(zhuǎn)角間隔中發(fā)生不希望的通過(guò)汽缸中的壓縮空氣的膨脹而引起的加速。特別是在內(nèi)燃機(jī)的工作行程期間出現(xiàn)至少暫時(shí)地使發(fā)電機(jī)短路的情況?，F(xiàn)在在慣性運(yùn)行階段，例如可使節(jié)氣閥保持打開，這樣就可吹除掉氣缸的剩余氣體。這樣才能為緊接著的直接起動(dòng)制造有利的起始條件。在膨脹時(shí)(在相應(yīng)的上死點(diǎn)之后)由于氣缸中的負(fù)荷更高周期性的曲軸加速(感覺(jué)為提高的振動(dòng))通過(guò)發(fā)電機(jī)方面提高的力矩而得到平衡。在相短路之前合適地在電激勵(lì)的發(fā)電機(jī)中將勵(lì)磁電流提升到最大值。然后在PWM-控制的勵(lì)磁電流中基本上通以永久的電流。然而，為了通過(guò)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生所希望的制動(dòng)力矩而改變勵(lì)磁電流，或者有針對(duì)性地規(guī)定勵(lì)磁電流也是合適的。本發(fā)明有利地可用在這樣ー些發(fā)電機(jī)中，即它們的輸出電壓通過(guò)具有可觸發(fā)的轉(zhuǎn)換元件的整流器進(jìn)行整流。這樣ー種整流器可作為同步整流器、調(diào)高調(diào)節(jié)器 (Hochsetzstel Ier)、調(diào)低調(diào)節(jié)器(Tielsetzstel Ier)、脈沖逆變器(Pulswechselrichter)等運(yùn)行。然后通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)觸發(fā)使其中至少兩個(gè)相短路。本發(fā)明在此可特別簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，甚至可在現(xiàn)有的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。甚至在具有ニ極管整流器的發(fā)電機(jī)中通過(guò)設(shè)置較少轉(zhuǎn)換元件，例如IGBT，或者M(jìn)OSFET就可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的供電單元具有帶有用于電機(jī)輸出端短路的開關(guān)裝置的電機(jī)以及計(jì)算單元，例如汽車的控制器，所述計(jì)算単元特別是在程序技術(shù)上設(shè)計(jì)成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。以軟件的形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明也是有利的，因?yàn)檫@樣做所產(chǎn)生的成本特別少，特別是當(dāng)執(zhí)行的控制器還用于其它的任務(wù)，并且因此反正是已設(shè)置的。用于提供計(jì)算機(jī)程序的合適的數(shù)據(jù)載體特別是軟盤、硬盤、閃存、EEP-R0M、⑶-ROM、DVD等。也可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(Internet, Intranet 等)下載程序。從說(shuō)明書和附圖可得到本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和方案。當(dāng)然，前面所述的和后面還將說(shuō)明的特征不僅可在相應(yīng)已說(shuō)明的組合中使用，而且在不脫離本發(fā)明的框架的情況下也可在其它的組合中應(yīng)用，或者単獨(dú)使用。下面借助附圖中的實(shí)施例簡(jiǎn)圖示出本發(fā)明，并且參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。


圖I :簡(jiǎn)圖示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一實(shí)施形式。圖2 :簡(jiǎn)圖示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二實(shí)施形式。具體實(shí)施形式
在圖I和圖2中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，為了簡(jiǎn)明起見不再重復(fù)說(shuō)明。在圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明的供電單元的第一優(yōu)選實(shí)施形式的電路圖，并且總體用附圖標(biāo)記100表示。供電單元100具有電機(jī)10和整流器部件20。整流器部件在機(jī)器發(fā)電運(yùn)行時(shí)通常作為整流器運(yùn)行，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)作為逆變器運(yùn)行。所述電機(jī)10由內(nèi)燃機(jī)I的曲軸2驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)部件10只簡(jiǎn)圖地以星形連接的定子繞組11和與ニ極管并聯(lián)的勵(lì)磁或者轉(zhuǎn)子繞組12的形式示出。轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)斷路器13節(jié)拍地轉(zhuǎn)換，所述斷路器與整流器部件20的接頭24連接。對(duì)斷路器13的觸發(fā)是按場(chǎng)調(diào)節(jié)器15的程度進(jìn)行的，其中，斷路器13也和與轉(zhuǎn)子繞組12并聯(lián)的ニ極管一祥通常是集成在場(chǎng)調(diào)節(jié)器的應(yīng)用專門的集成電路(ASIC)中。在本申請(qǐng)的框架內(nèi)示出的是三相發(fā)電機(jī)。然而原則上講本發(fā)明也可用在較少或者更多相的發(fā)電機(jī)中，例如五相的發(fā)電機(jī)中。整流器部件20在此設(shè)計(jì)為B6電路，并且具有開關(guān)元件21，所述開關(guān)元件例如可設(shè)計(jì)為MOSFET或者IGBT，開關(guān)元件21例如通過(guò)接觸軌與發(fā)電機(jī)的相應(yīng)的定子繞組11連接。此外，開關(guān)元件還和接頭24、24’連接，并且在相應(yīng)的觸發(fā)時(shí)給汽車的車載電網(wǎng)，包括蓄電池30提供直流電。通過(guò)觸發(fā)裝置25，經(jīng)過(guò)觸發(fā)通道26對(duì)開關(guān)元件21進(jìn)行觸發(fā)，其中，為了清 楚起見并未給所有的注明附圖標(biāo)記。觸發(fā)裝置25通過(guò)相通道27分別得到單個(gè)的定子繞組的相電壓。為了提供這些相電壓可以設(shè)置其它裝置，然而為了清楚起見未將它們示出。觸發(fā)裝置25通過(guò)相通道確定內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。觸發(fā)裝置25可以是馬達(dá)控制器的組成部分。觸發(fā)裝置25在(同歩)整流運(yùn)行時(shí)對(duì)通過(guò)相通道27提供的相電壓進(jìn)行分析，并且從中確定單個(gè)的MOSFET 21的相應(yīng)的接通和斷開時(shí)間點(diǎn)。通過(guò)觸發(fā)通道26的控制對(duì)MOSFET21的柵極(Gate-)接頭施加作用。已公開的場(chǎng)調(diào)節(jié)器，和在這個(gè)實(shí)施形式的框架中所設(shè)置的場(chǎng)調(diào)節(jié)器15 —祥，具有所謂的接線柱-V-接頭19，所述接頭與發(fā)電機(jī)的定子繞組的相連接。在控制器15中對(duì)接線柱-V-信號(hào)，或者相輸入信號(hào)的頻率進(jìn)行分析，并且根據(jù)這個(gè)信號(hào)的特性參數(shù)用于調(diào)節(jié)器運(yùn)行的激活，或者去活化，并且最后通過(guò)觸發(fā)線路14觸發(fā)斷路器13。如所示出的，也可通過(guò)觸發(fā)裝置25對(duì)用于相信號(hào)輸入19的相信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)向。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的第二優(yōu)選實(shí)施形式的電路圖，并且總體用附圖標(biāo)記200表示。這個(gè)供電單元200又具有電機(jī)10和整流器部件220。整流器部件220設(shè)計(jì)為具有整流器ニ極管221的ニ極管整流器。為了使定子繞組11短路，供電單元200具有帶有開關(guān)裝置301，例如IGBT，或者M(jìn)OSFET的電路300。開關(guān)裝置，例如借助觸發(fā)裝置25優(yōu)選地由馬達(dá)控制器進(jìn)行觸發(fā)。下面參考圖I和圖2對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式加以說(shuō)明。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)I應(yīng)停車時(shí)首先中斷輸燃料，這樣其結(jié)果是內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。只要觸發(fā)裝置25識(shí)別到，轉(zhuǎn)速下降到規(guī)定的轉(zhuǎn)速閾值以下時(shí)就在此所述的實(shí)施形式中使用本方法。通過(guò)監(jiān)控轉(zhuǎn)速可以保證，發(fā)電機(jī)的輸出端的短路不會(huì)由于電流太高而造成損害。若將數(shù)值設(shè)置到ー個(gè)盡可能短的慣性運(yùn)行階段，則發(fā)電機(jī)10的定子繞組11在低于轉(zhuǎn)速閥值以后通過(guò)相應(yīng)的開關(guān)裝置21或者301基本上是持久短路，一直到內(nèi)燃機(jī)達(dá)到停車。當(dāng)相反地一例如在直接起動(dòng)系統(tǒng)中一將數(shù)值設(shè)置到ー個(gè)盡可能平靜的馬達(dá)慣性運(yùn)行中則在低于轉(zhuǎn)速閥值后根據(jù)曲軸2的角度實(shí)現(xiàn)定子繞組11的短路。也就是說(shuō)這表明，不平靜的慣性運(yùn)行主要是由于在工作行程中對(duì)氣缸的膨脹性的注入引起曲軸加速造成的。由于這個(gè)原因合適地通過(guò)在工作行程期間發(fā)電機(jī)的短路產(chǎn)生附加的カ矩，為的是以這種方式防止曲軸加速。
權(quán)利要求
1.用于在汽車中由內(nèi)燃機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)(10)的運(yùn)行方法，其中，為了使內(nèi)燃機(jī)(I)停止運(yùn)行中斷輸燃料，其特征在于，在中斷輸燃料后和在內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)行期間，電機(jī)(10)在輸出端至少暫時(shí)短路。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其中，電機(jī)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速短路。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中，電機(jī)(10)只有低于轉(zhuǎn)速上閾值時(shí)才短路。
4.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，電機(jī)(10)每轉(zhuǎn)在超過(guò)多于90°曲軸轉(zhuǎn)角上和/或在區(qū)段上短路。
5.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，電機(jī)(10)每轉(zhuǎn)在不到180°曲軸轉(zhuǎn)角上和/或在區(qū)段上短路。
6.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，電機(jī)(10)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(I)的曲軸位置短路。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，電機(jī)(10)至少暫時(shí)地在內(nèi)燃機(jī)(I)的工作行程期間短路。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，電機(jī)(10)的所有原始相(11)短路。
9.按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，在電激勵(lì)的電機(jī)(10)中在短路期間激勵(lì)電流是變化的，或者是最大化的。
10.用于汽車的車載網(wǎng)(30)的供電單元，所述供電單元具有由內(nèi)燃機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)(10)，用于電機(jī)(10)的輸出端短路的開關(guān)裝置(21 ;301)和計(jì)算單元(25)，所述計(jì)算單元設(shè)置成執(zhí)行按照前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在汽車中由內(nèi)燃機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)(10)的運(yùn)行方法，其中，為了使內(nèi)燃機(jī)(1)停止運(yùn)行中斷輸燃料，其中，在中斷輸燃料后和在內(nèi)燃機(jī)慣性運(yùn)行期間電機(jī)在輸出端至少暫時(shí)短路。
文檔編號(hào)F02D29/06GK102691584SQ20121007954
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者A.施密特, B.希勒, C.格斯特勞爾, E.卡爾瓦, K.賴, N.米勒, U.西貝爾 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司