專利名稱：用于在汽車中由內(nèi)燃機驅(qū)動的電機的運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在汽車中由內(nèi)燃機驅(qū)動的電機的運行方法，以及ー種供電單
J Li ο
背景技術(shù)：
現(xiàn)代內(nèi)燃機通常裝配有所謂的起動/停自動裝置。在這樣ー種起動/停自動裝置中規(guī)定根據(jù)一定的條件自動地斷開內(nèi)燃機，通常是通過結(jié)束噴燃料(也就是中斷供燃料)。通常當汽車停車時完成這種結(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，則內(nèi)燃機自動啟動。這在這個發(fā)明的框架內(nèi)叫作再起動。
可采用不同的方法實現(xiàn)這種再起動。一方面使用這樣ー些方法，在這些方法中借助所謂的起動器或者起動裝置再次起動內(nèi)燃機。為此，通常使用一種成本有利的小齒輪起動器。因為在這種情況中通常在轉(zhuǎn)動的內(nèi)燃機中不可能有嚙合，所以它以內(nèi)燃機停車為前提。因此人們希望從停止噴燃料到內(nèi)燃機完全停止運行的時間間隔能盡可能地短，為的是不必使駕駛員的再次起動的愿望滯延。另ー方面也公開了所謂的直接起動方法，在所述直接起動方法中，已在內(nèi)燃機的慣性運行期間就在汽缸中為再次起動提供了有利的混合氣，這樣就可在不使用起動器的情況下直接通過點火起動。其中，在慣性運行期間經(jīng)常實際進行的步驟就是沖掉剩余氣體，為此，特別是在內(nèi)燃機慣性運行階段通過打開節(jié)流閥來提高進氣管壓力。然而在氣缸中提高空氣量會導致內(nèi)燃機慣性運行的不穩(wěn)定，且伴隨有振動，搖動等。當內(nèi)燃機慣性運行時曲軸的轉(zhuǎn)速超過驅(qū)動系統(tǒng)的共振范圍時這ー問題特別難以解決，因為在此在工作節(jié)拍中(無燃燒，也就是說只發(fā)生膨脹)曲軸的加速起著特別強烈的作用。特別是由于舒適性的原因內(nèi)燃機的這種不安靜的運行人們是不希望的。因此人們希望改進慣性運行期間內(nèi)燃機的特性，特別是克服所描述的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明建議ー種具有獨立權(quán)利要求特征的用于在汽車中由內(nèi)燃機驅(qū)動的電機的運行方法以及ー種供電単元。ー些有利的方案是從屬權(quán)利要求和下述說明的主題。本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明克服了所述的缺陷，其做法是由內(nèi)燃機驅(qū)動的發(fā)電機(通常叫作照明發(fā)電機(Lichtmaschine))在慣性運行期間有針對性地在輸出端短路。發(fā)電機甚至在低轉(zhuǎn)速時，特別是也在怠轉(zhuǎn)速以下，直到停止時，只要至少兩個相短路就可從曲軸轉(zhuǎn)動中得到可觀的カ矩。通過這ー措施它可克服曲軸加速，其結(jié)果是發(fā)動機的慣性運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)電機的短路。當發(fā)電機在轉(zhuǎn)速上閾值以下短路時可達到特別短的發(fā)動機慣性運行。發(fā)電機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，通過這ー措施停車提早出現(xiàn)。通過發(fā)電機的主動影響大大地縮短了內(nèi)燃機的慣性運行。當根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角使發(fā)電機短路則可達到直接起動系統(tǒng)中特別平靜的發(fā)動機慣性運行。其中優(yōu)選地為ー個或者多個一定的曲軸轉(zhuǎn)角間隔激活發(fā)電機相的短路，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)燃機的工作行程期間出現(xiàn)至少暫時地使發(fā)電機短路的情況?，F(xiàn)在在慣性運行階段，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制造有利的起始條件。在膨脹時(在相應(yīng)的上死點之后)由于氣缸中的負荷更高周期性的曲軸加速(感覺為提高的振動)通過發(fā)電機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的發(fā)電機中將勵磁電流提升到最大值。然后在PWM-控制的勵磁電流中基本上通以永久的電流。然而，為了通過發(fā)電機產(chǎn)生所希望的制動力矩而改變勵磁電流，或者有針對性地規(guī)定勵磁電流也是合適的。本發(fā)明有利地可用在這樣ー些發(fā)電機中，即它們的輸出電壓通過具有可觸發(fā)的轉(zhuǎn)換元件的整流器進行整流。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)等運行。然后通過對轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)觸發(fā)使其中至少兩個相短路。本發(fā)明在此可特別簡單地實現(xiàn)，甚至可在現(xiàn)有的系統(tǒng)中實現(xiàn)。甚至在具有ニ極管整流器的發(fā)電機中通過設(shè)置較少轉(zhuǎn)換元件，例如IGBT，或者MOSFET就可實現(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輸出端短路的開關(guān)裝置的電機以及計算單元，例如汽車的控制器，所述計算単元特別是在程序技術(shù)上設(shè)計成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。以軟件的形式實現(xiàn)本發(fā)明也是有利的，因為這樣做所產(chǎn)生的成本特別少，特別是當執(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。用于提供計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體特別是軟盤、硬盤、閃存、EEP-R0M、⑶-ROM、DVD等。也可通過計算機網(wǎng)絡(luò)(Internet, Intranet 等)下載程序。從說明書和附圖可得到本發(fā)明的其它優(yōu)點和方案。當然，前面所述的和后面還將說明的特征不僅可在相應(yīng)已說明的組合中使用，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，或者単獨使用。下面借助附圖中的實施例簡圖示出本發(fā)明，并且參考附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。


圖I :簡圖示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的由內(nèi)燃機驅(qū)動的第一實施形式。圖2 :簡圖示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的由內(nèi)燃機驅(qū)動的第二實施形式。具體實施形式
在圖I和圖2中相同的部件用相同的附圖標記表示，為了簡明起見不再重復說明。在圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明的供電單元的第一優(yōu)選實施形式的電路圖，并且總體用附圖標記100表示。供電單元100具有電機10和整流器部件20。整流器部件在機器發(fā)電運行時通常作為整流器運行，在電動機運行時作為逆變器運行。所述電機10由內(nèi)燃機I的曲軸2驅(qū)動。發(fā)電機部件10只簡圖地以星形連接的定子繞組11和與ニ極管并聯(lián)的勵磁或者轉(zhuǎn)子繞組12的形式示出。轉(zhuǎn)子繞組通過斷路器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。對斷路器13的觸發(fā)是按場調(diào)節(jié)器15的程度進行的，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調(diào)節(jié)器的應(yīng)用專門的集成電路(ASIC)中。在本申請的框架內(nèi)示出的是三相發(fā)電機。然而原則上講本發(fā)明也可用在較少或者更多相的發(fā)電機中，例如五相的發(fā)電機中。整流器部件20在此設(shè)計為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)計為MOSFET或者IGBT，開關(guān)元件21例如通過接觸軌與發(fā)電機的相應(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)時給汽車的車載電網(wǎng)，包括蓄電池30提供直流電。通過觸發(fā)裝置25，經(jīng)過觸發(fā)通道26對開關(guān)元件21進行觸發(fā)，其中，為了清 楚起見并未給所有的注明附圖標記。觸發(fā)裝置25通過相通道27分別得到單個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通過相通道確定內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。觸發(fā)裝置25可以是馬達控制器的組成部分。觸發(fā)裝置25在(同歩)整流運行時對通過相通道27提供的相電壓進行分析，并且從中確定單個的MOSFET 21的相應(yīng)的接通和斷開時間點。通過觸發(fā)通道26的控制對MOSFET21的柵極(Gate-)接頭施加作用。已公開的場調(diào)節(jié)器，和在這個實施形式的框架中所設(shè)置的場調(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)電機的定子繞組的相連接。在控制器15中對接線柱-V-信號，或者相輸入信號的頻率進行分析，并且根據(jù)這個信號的特性參數(shù)用于調(diào)節(jié)器運行的激活，或者去活化，并且最后通過觸發(fā)線路14觸發(fā)斷路器13。如所示出的，也可通過觸發(fā)裝置25對用于相信號輸入19的相信號進行導向。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的供電單元的第二優(yōu)選實施形式的電路圖，并且總體用附圖標記200表示。這個供電單元200又具有電機10和整流器部件220。整流器部件220設(shè)計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MOSFET的電路300。開關(guān)裝置，例如借助觸發(fā)裝置25優(yōu)選地由馬達控制器進行觸發(fā)。下面參考圖I和圖2對根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選的實施形式加以說明。當內(nèi)燃機I應(yīng)停車時首先中斷輸燃料，這樣其結(jié)果是內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速下降。只要觸發(fā)裝置25識別到，轉(zhuǎn)速下降到規(guī)定的轉(zhuǎn)速閾值以下時就在此所述的實施形式中使用本方法。通過監(jiān)控轉(zhuǎn)速可以保證，發(fā)電機的輸出端的短路不會由于電流太高而造成損害。若將數(shù)值設(shè)置到ー個盡可能短的慣性運行階段，則發(fā)電機10的定子繞組11在低于轉(zhuǎn)速閥值以后通過相應(yīng)的開關(guān)裝置21或者301基本上是持久短路，一直到內(nèi)燃機達到停車。當相反地一例如在直接起動系統(tǒng)中一將數(shù)值設(shè)置到ー個盡可能平靜的馬達慣性運行中則在低于轉(zhuǎn)速閥值后根據(jù)曲軸2的角度實現(xiàn)定子繞組11的短路。也就是說這表明，不平靜的慣性運行主要是由于在工作行程中對氣缸的膨脹性的注入引起曲軸加速造成的。由于這個原因合適地通過在工作行程期間發(fā)電機的短路產(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(I)驅(qū)動的電機(10)的運行方法，其中，為了使內(nèi)燃機(I)停止運行中斷輸燃料，其特征在于，在中斷輸燃料后和在內(nèi)燃機慣性運行期間，電機(10)在輸出端至少暫時短路。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其中，電機根據(jù)內(nèi)燃機(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(10)只有低于轉(zhuǎn)速上閾值時才短路。
4.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，電機(10)每轉(zhuǎn)在超過多于90°曲軸轉(zhuǎn)角上和/或在區(qū)段上短路。
5.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，電機(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)利要求中的任一項所述的方法，其中，電機(10)根據(jù)內(nèi)燃機(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(10)至少暫時地在內(nèi)燃機(I)的工作行程期間短路。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，電機(10)的所有原始相(11)短路。
9.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，在電激勵的電機(10)中在短路期間激勵電流是變化的，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(I)驅(qū)動的電機(10)，用于電機(10)的輸出端短路的開關(guān)裝置(21 ;301)和計算單元(25)，所述計算單元設(shè)置成執(zhí)行按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在汽車中由內(nèi)燃機(1)驅(qū)動的電機(10)的運行方法，其中，為了使內(nèi)燃機(1)停止運行中斷輸燃料，其中，在中斷輸燃料后和在內(nèi)燃機慣性運行期間電機在輸出端至少暫時短路。
文檔編號F02D29/06GK102691584SQ20121007954
公開日2012年9月26日 申請日期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 申請人:羅伯特·博世有限公司