專利名稱：用于電機(jī)的控制裝置和用于控制裝置的運(yùn)行方法
用于電機(jī)的控制裝置和用于控制裝置的運(yùn)行方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)、尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器的電子控制裝置，包括控制機(jī)構(gòu)和具有脈沖逆變器的電路裝置。本發(fā)明還涉及一種用于電子控制裝置的運(yùn)行方法，尤其是前面所述的用于機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)、尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器的電子控制裝置，其包括控制機(jī)構(gòu)和具有脈沖逆變器的電路裝置。在起動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)時(shí)，起動(dòng)器電機(jī)需要高的功率和尤其是高的電流，該電流可以達(dá)1000安培或更高。這種電流在常規(guī)的車(chē)載電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中由電池供給。在此情況下，高的尖峰電流引起起動(dòng)器馬達(dá)的高的脈沖形式的起動(dòng)力矩，因此也引起高的機(jī)械負(fù)荷和對(duì)車(chē)載電網(wǎng)中的電壓的干擾。已知將起動(dòng)器發(fā)電機(jī)用于內(nèi)燃機(jī)，并且除其他情況下以外也用于在起動(dòng)一停止系統(tǒng)中的熱起動(dòng)，其中，這種起動(dòng)器發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)用于14V車(chē)載電網(wǎng)。起動(dòng)器發(fā)電機(jī)不僅用作起動(dòng)器馬達(dá)而且用作機(jī)動(dòng)車(chē)中的發(fā)電機(jī)。在一定的情況下，對(duì)于冷起動(dòng)要設(shè)置附加的常規(guī)起動(dòng)機(jī)。在起動(dòng)器發(fā)電機(jī)的以發(fā)電機(jī)模式通過(guò)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行情況下，車(chē)載電網(wǎng)由起動(dòng)器發(fā)電機(jī)供給電能并且尤其是也對(duì)電池充電。為了運(yùn)行機(jī)動(dòng)車(chē)中的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)，需要電子裝置，例如具有功開(kāi)關(guān)、大多數(shù)是半導(dǎo)體元器件的脈沖逆變器，其中，脈沖逆變器，尤其是功率開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。DE10330703A1描述一種發(fā)電機(jī)，它除了包括一個(gè)電機(jī)以外還包括調(diào)節(jié)器和脈沖逆變器，并且在它的輸出端上附加地連接有DC/DC轉(zhuǎn)換器，以便產(chǎn)生用于運(yùn)行車(chē)載電網(wǎng)上的負(fù)載的希望的額定電壓，例如14V。此外在車(chē)載電網(wǎng)上還連接有用于控制脈沖逆變器的控制
ο本發(fā)明的任務(wù)是改進(jìn)開(kāi)頭所述類型的電子控制裝置和運(yùn)行方法，以減少材料、部件和安裝費(fèi)用。本發(fā)明的公開(kāi)
按照本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1和6的內(nèi)容解決。從屬權(quán)利要求限定本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案。本發(fā)明發(fā)一個(gè)構(gòu)思是，控制裝置在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中包括脈沖逆變器、所屬的控制機(jī)構(gòu)和DC/DC轉(zhuǎn)換器。因此可以在有利的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中將不同的功能組組合成結(jié)構(gòu)單元。此外，該任務(wù)通過(guò)一種用于一種最好前述的控制裝置的運(yùn)行方法解決，在該方法中，不僅脈沖逆變器而且DC/DC轉(zhuǎn)換器都由控制機(jī)構(gòu)控制，從而只需要一個(gè)惟一的控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制至少兩個(gè)功能組，即脈沖逆變器和DC/DC轉(zhuǎn)換器。不僅通過(guò)該控制裝置而且通過(guò)該運(yùn)行方法可以減少材料、部件和/或安裝費(fèi)用以及控制裝置的重量。尤其是可以通過(guò)該結(jié)構(gòu)單元將脈沖逆變器，所屬的控制機(jī)構(gòu)和DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)造成一個(gè)模塊1，尤其是在一個(gè)公共的外殼中。由此降低材料和制造費(fèi)用并且控制裝置本身可以簡(jiǎn)單地安裝。優(yōu)選地，脈沖逆變器和DC/DC轉(zhuǎn)換器通過(guò)一個(gè)公共的電路裝置實(shí)現(xiàn)，例如在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)相互連接的、具有電子元器件電路板，或最好通過(guò)一種電路板，其分別至少部分地包括所述脈沖逆變器和DC/DC轉(zhuǎn)換器，來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此降低材料和制造費(fèi)用和控制
裝置的重量。電子控制裝置尤其是被用于運(yùn)行起動(dòng)器、發(fā)電機(jī)和/或，以特別優(yōu)選的方式，用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)。特別是在機(jī)動(dòng)車(chē)中，具有緊湊的結(jié)構(gòu)形式的控制裝置是有利的，其在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中包括不同的功能組，以便通過(guò)降低材料和部件費(fèi)用來(lái)節(jié)省重量或者也在安裝中或在機(jī)動(dòng)車(chē)的維護(hù)工作中降低安裝費(fèi)用。此外形成結(jié)構(gòu)空間的減小。以下說(shuō)明DC/DC轉(zhuǎn)換器的各種轉(zhuǎn)換方式和方向，它們分別單獨(dú)地或以任意的組合優(yōu)選作為實(shí)施方式，其中，在后面指出另外的優(yōu)點(diǎn)，尤其是結(jié)合蓄能器。通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器可以將機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)載電網(wǎng)直流電壓轉(zhuǎn)換成另一個(gè)直流電壓。因此，脈沖逆變器在高于一個(gè)車(chē)載電網(wǎng)電壓的電壓下運(yùn)行，例如為了提高效率或也同時(shí)經(jīng)DC/ DC轉(zhuǎn)換器向車(chē)載電網(wǎng)供給電功率，并且是在一個(gè)相對(duì)于脈沖逆變器減小的車(chē)載電網(wǎng)電壓下，例如在大約14V下。借助于DC/DC轉(zhuǎn)換器可以將車(chē)載電網(wǎng)的一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換成另一個(gè)直流電壓，以便由車(chē)載電網(wǎng)電壓產(chǎn)生一個(gè)與車(chē)載電網(wǎng)電壓不同的電壓，該電壓也可以用于向控制裝置的另外的部件，尤其是電路裝置，供給電能或也向機(jī)動(dòng)車(chē)供給電能，即被用在控制裝置外部。 因此一個(gè)附加的功能被集成到該電子控制裝置中并且在此情況下減少了材料、部件或安裝的費(fèi)用。此外可以借助于DC/DC轉(zhuǎn)換器將一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換成車(chē)載電網(wǎng)的一個(gè)直流電壓。 因此可以由一個(gè)直流電壓源對(duì)車(chē)載電網(wǎng)進(jìn)行供給，該直流電壓源提供與車(chē)載電網(wǎng)電壓不同的電壓，由此將另一個(gè)功能集成到電子控制裝置的結(jié)構(gòu)單元中。最好借助于DC/DC轉(zhuǎn)換器將一個(gè)直流電壓降壓。因此，為了較高的效率例如可以使起動(dòng)器發(fā)電機(jī)以相對(duì)于車(chē)載電網(wǎng)電壓提高的電壓運(yùn)行并且由起動(dòng)器發(fā)電機(jī)獲取的直流電壓被降低到一個(gè)合適的車(chē)載電網(wǎng)電壓。此外優(yōu)選的是，借助于DC/DC轉(zhuǎn)換器將一個(gè)直流電壓升壓。在此情況下，不僅一個(gè)低于車(chē)載電網(wǎng)電壓的電壓被升高到車(chē)載電網(wǎng)電壓，例如為了向車(chē)載電網(wǎng)供給電能，而且將車(chē)載電網(wǎng)電壓升高到另一個(gè)，更高的直流電壓，例如為了運(yùn)行高電壓負(fù)載，提高效率或降低線路損失。按照一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，電路裝置包括至少一個(gè)電子裝置，尤其是控制機(jī)構(gòu)，它不僅與脈沖逆變器而且與DC/DC轉(zhuǎn)換器一起工作。因此，可以實(shí)現(xiàn)該裝置的多種利用，從而降低材料、部件和/或安裝費(fèi)用并且因此也降低重量。此外優(yōu)選的是，功率開(kāi)關(guān)，尤其是晶體管，例如MOSFET不僅是脈沖逆變器的組成部分而且也是DC/DC轉(zhuǎn)換器的組成部分。通過(guò)減少需要的功率開(kāi)關(guān)的數(shù)量可以降低控制裝置的制造成本或也可以減少安裝費(fèi)用，因?yàn)樵诠β书_(kāi)關(guān)中布線采取特別的排熱措施。電路裝置最好包括開(kāi)關(guān)裝置，尤其是電子開(kāi)關(guān)，例如M0SFET，用于電子蓄能器。因此，該蓄能器在需要時(shí)可以與控制裝置連接或分開(kāi)，例如為了從蓄能器(功率存儲(chǔ)器)提取能量或?qū)π钅芷骷虞d能量。此外可以防止由于蓄能器通過(guò)開(kāi)關(guān)裝置的泄漏電流使車(chē)載電網(wǎng)上的電池耗盡，尤其是在機(jī)動(dòng)車(chē)停止期間。此外，可以分離有故障的蓄能器。因此，控制裝置承擔(dān)一個(gè)附加的功能，即控制來(lái)自或通向蓄能器的能量流動(dòng)。蓄能器最好包括雙層電容器。雙層電容器適用于短時(shí)期地接收或放出能量，從而其也可以在機(jī)動(dòng)車(chē)的起動(dòng)一停止系統(tǒng)中有利地使用，例如其中在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)向車(chē)載電網(wǎng)或電機(jī)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器，供給電能。通過(guò)利用控制裝置進(jìn)行相應(yīng)的控制，蓄能器和/或車(chē)載電網(wǎng)電池可以用于提高內(nèi)燃機(jī)的功率，一種所謂的主動(dòng)提高，其中，由電機(jī)向機(jī)動(dòng)車(chē)輸入附加的運(yùn)動(dòng)能，其輔助內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)，例如其中與內(nèi)燃機(jī)耦聯(lián)的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器被作為馬達(dá)用來(lái)自蓄能器或電池的電能驅(qū)動(dòng)。此外，借助于控制裝置也可以實(shí)現(xiàn)一種所謂的被動(dòng)的提高，其中在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)，作為發(fā)電機(jī)被去激活，即沒(méi)有電能從該發(fā)電機(jī)中取出。因此，由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)能中的用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)部分被提高。最好在這個(gè)階段期間具有電負(fù)載的車(chē)載電網(wǎng)由蓄能器和/或常規(guī)電池供給。按照一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，控制裝置的電路裝置在結(jié)構(gòu)單元中也包括蓄能器，尤其是至少一個(gè)雙層電容器。因此，蓄能器的功能緊湊地和/或節(jié)省重量地集成在控制裝置中并且尤其也降低安裝費(fèi)用。最好在回收期間將能量?jī)?chǔ)存到蓄能器和/或電池中。因此，例如可以在制動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)期間將運(yùn)動(dòng)能借助于電機(jī)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)變成電能并且儲(chǔ)存在蓄能器，最好雙層電容器中。儲(chǔ)存的能量可以然后供給到用于電負(fù)載的車(chē)載電網(wǎng)中或者也可以輸送給電機(jī)，尤其是起動(dòng)器或起動(dòng)器發(fā)電機(jī)，例如在起動(dòng)一停止系統(tǒng)中用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或也可以用于在機(jī)動(dòng)車(chē)加速過(guò)程期間對(duì)內(nèi)燃機(jī)的功率支持。優(yōu)選的是，在回收期間升高脈沖逆變器上的輸出電壓，以便盡可能有效地對(duì)蓄能器，尤其是雙層電容器，充電。此外，優(yōu)選的是，在此情況下此外車(chē)載電網(wǎng)經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器被供給能量，尤其是其中在脈沖逆變器上的被升高的輸出電壓被降低到一個(gè)較低的車(chē)載電網(wǎng)電壓，例如14V或28V。因此，在對(duì)蓄能器充電期間通過(guò)相對(duì)于車(chē)載電網(wǎng)升高電壓可以提高效率，并且此外可以將電負(fù)載在車(chē)載電網(wǎng)電壓水平上通電。此外優(yōu)選的是，將蓄能器的直流電壓升高到車(chē)載電網(wǎng)的直流電壓，以便將蓄能器放電到低于車(chē)載電網(wǎng)電壓，尤其是為了在回收期間在蓄能器中儲(chǔ)存更多的能量。按照一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，電機(jī)，蓄能器和/或也包括脈沖逆變器在一個(gè)相對(duì)于車(chē)載電網(wǎng)電壓提高的電壓下運(yùn)行，并且最好在大約兩倍、三倍或四倍的車(chē)載電網(wǎng)電壓下，其中借助于DC/DC轉(zhuǎn)換器將尤其是由于電池饋送的車(chē)載電網(wǎng)的直流電壓轉(zhuǎn)換成，即升高到一個(gè)提高的電壓。因此，電機(jī)和/或蓄能器的效率被提高，并且通過(guò)用提高的電壓運(yùn)行起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器，例如可以使起動(dòng)過(guò)程更容易。為了電壓轉(zhuǎn)換，控制裝置可以包括多個(gè)并聯(lián)的DC/DC轉(zhuǎn)換器，它們分別也可以稱為一個(gè)相，以便在一個(gè)要轉(zhuǎn)換的總電流下降低單個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流負(fù)荷。因此，可以使用具有較小的功率開(kāi)關(guān)和較小的電感的DC/DC轉(zhuǎn)換器，因?yàn)樵龃蟮碾娏髫?fù)荷要求對(duì)元器件的超比例的尺寸設(shè)計(jì)，因?yàn)樵陔娏鞲淖儠r(shí)電流負(fù)荷以平方升高或降低。因此可以降低控制裝置的制造成本和重量。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，電路裝置包括用于橋接DC/DC轉(zhuǎn)換器的跨接開(kāi)關(guān)裝置?？缃娱_(kāi)關(guān)裝置可以是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)或繼電器并且最好是閉合的，當(dāng)脈沖逆變器處于車(chē)載電網(wǎng)電壓水平上時(shí)，從而通過(guò)該橋接減少在DC/DC轉(zhuǎn)換器上的電損失，因?yàn)樵诖饲闆r下不需要通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的是，尤其是借助于脈沖逆變器，限制電機(jī)的，其尤其是在作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器馬達(dá)運(yùn)行時(shí)，的運(yùn)行電流，尤其是交流電流，并且例如是在內(nèi)燃機(jī)的冷起動(dòng)或也在熱起動(dòng)時(shí)，尤其是在起動(dòng)一停止系統(tǒng)中。在此情況下，電機(jī)用作在起動(dòng)過(guò)程中的用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的馬達(dá)。通過(guò)電流的限制，降低了車(chē)載電網(wǎng)中的電壓干擾的危險(xiǎn)并且減少在對(duì)車(chē)載電網(wǎng)負(fù)載供電時(shí)的干擾。此外優(yōu)選的是，如果為了內(nèi)燃機(jī)的冷起動(dòng)除了起動(dòng)器發(fā)電機(jī)以外還附加地需要一個(gè)起動(dòng)機(jī)，尤其是常規(guī)起動(dòng)機(jī)，那么該起動(dòng)機(jī)經(jīng)脈沖逆變器，尤其是以直流電流，被定時(shí)地控制，以便限制該附加的起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。在此情況下要保證，在轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)時(shí)，尤其是利用該附加的起動(dòng)機(jī)時(shí)，起動(dòng)器發(fā)電機(jī)不向脈沖逆變器中饋入任何電能，并且是通過(guò)例如將起動(dòng)器發(fā)電機(jī)的激勵(lì)電流設(shè)置成零的辦法。通過(guò)利用控制裝置不僅起動(dòng)器發(fā)電機(jī)而且該附加的起動(dòng)機(jī)都尤其是被定時(shí)地控制，因此降低了部件費(fèi)用。在此情況下，在起動(dòng)一停止系統(tǒng)情況下的熱起動(dòng)最好經(jīng)脈沖逆變器通過(guò)起動(dòng)器發(fā)電機(jī)實(shí)施，即沒(méi)有附加的起動(dòng)機(jī)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，借助于電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的另一個(gè)與內(nèi)燃機(jī)不同的機(jī)械部件。尤其是在起動(dòng)一停止系統(tǒng)中，可以因此機(jī)械地驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的至少一個(gè)機(jī)組，例如壓縮機(jī)或空調(diào)設(shè)備，如果內(nèi)燃機(jī)被停止的話。顯然前面所述的和以下將要說(shuō)明的特征不僅可以以各給出的組合來(lái)應(yīng)用，而且也可以以其它的組合應(yīng)用。附圖簡(jiǎn)述
以下對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。附圖中所示

圖1是機(jī)動(dòng)車(chē)的電網(wǎng)的一個(gè)示意電路圖， 圖2是具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的控制裝置的示意電路圖， 圖3是具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)控制裝置的示意電路圖， 圖4是具有另一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)控制裝置的示意電路圖， 圖5是具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)控制裝置的示意電路圖， 圖6是具有DC/DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)控制裝置的示意電路圖和圖7是具有DC/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)控制裝置的示意電路圖。本發(fā)明的實(shí)施方式
圖1示出了機(jī)動(dòng)車(chē)中的電網(wǎng)的一個(gè)示意電路圖，機(jī)動(dòng)車(chē)包括按照本發(fā)明的電子控制裝置1和作為電機(jī)的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2以及具有大約14V的車(chē)載電網(wǎng)電壓的車(chē)載電網(wǎng)8。在車(chē)載電網(wǎng)8上連接有車(chē)載電網(wǎng)負(fù)載9，電池7和可選擇地連接的常規(guī)起動(dòng)機(jī)10。電子控制裝置1包括控制機(jī)構(gòu)3和在電路裝置4中的脈沖逆變器5和DC/DC轉(zhuǎn)換器6，它們作為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元布置在一個(gè)公共的外殼里面?？刂茩C(jī)構(gòu)3不僅控制脈沖逆變器 5而且控制DC/DC轉(zhuǎn)換器6，其中，脈沖逆變器5和DC/DC轉(zhuǎn)換器6基本上由布置在電路板上的電子元器件實(shí)現(xiàn)。控制裝置1因此在功能上作為自給自足的(獨(dú)立的)模塊使用。機(jī)動(dòng)車(chē)具有一個(gè)包括未示出的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)一停止系統(tǒng)，其中，在熱起動(dòng)時(shí)，利用被驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2使內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)，其中起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2作為電動(dòng)機(jī)通過(guò)脈沖逆變器用交流電驅(qū)動(dòng)(控制)。直流電驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)機(jī)10，如果存在的話，被用于內(nèi)燃機(jī)的冷起動(dòng)。備選地，機(jī)動(dòng)車(chē)也可以設(shè)計(jì)成不帶有該可選用的起動(dòng)機(jī)10，那么在此情況下在冷起動(dòng)時(shí)內(nèi)燃機(jī)用起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2起動(dòng)。圖2至圖7各示出了一個(gè)按照本發(fā)明的控制裝置1的示意圖，該控制裝置與起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2，電池7，蓄能器15和車(chē)載電網(wǎng)8電連接，車(chē)載電網(wǎng)8包括車(chē)載電網(wǎng)負(fù)載9和必要時(shí)可以經(jīng)開(kāi)關(guān)51切換的常規(guī)起動(dòng)機(jī)10。圖2至圖4的起動(dòng)機(jī)10分別經(jīng)脈沖逆變器5定時(shí)地(周期性地)控制，而圖5至圖7的起動(dòng)機(jī)10直接地經(jīng)開(kāi)關(guān)51通過(guò)電池7接通電流。在此情況下，在以下說(shuō)明的控制裝置1中，各至少一個(gè)脈沖逆變器5，DC/DC轉(zhuǎn)換器 6，跨接開(kāi)關(guān)裝置(旁路開(kāi)關(guān)裝置)13和用于蓄能器15的開(kāi)關(guān)裝置14組合在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中作為電路裝置4。在全部實(shí)施例中，蓄能器15分別設(shè)計(jì)成雙層電容器，并且此外電池7經(jīng)車(chē)載電網(wǎng)8 與車(chē)載電網(wǎng)負(fù)載9連接，其中，按照?qǐng)D3至圖7的實(shí)施例分別具有用于電池7和車(chē)載電網(wǎng)8 的控制裝置1的單獨(dú)的接頭，用于實(shí)現(xiàn)相對(duì)于車(chē)載電網(wǎng)在導(dǎo)線橫截面上擴(kuò)大的在電池7和控制裝置1之間的電纜，其用于直到1000A的高起動(dòng)電流。此外，所示的控制裝置1中的每個(gè)都各具有一個(gè)控制機(jī)構(gòu)3該控制機(jī)構(gòu)包括微型計(jì)算機(jī)11和存儲(chǔ)器12，在該存儲(chǔ)器中裝載有用于在微型計(jì)算機(jī)11中實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以便至少控制(為了更好的可讀性沒(méi)有示出)脈沖逆變器5，DC/DC轉(zhuǎn)換器6，開(kāi)關(guān)裝置14 和跨接開(kāi)關(guān)裝置13。用于蓄能器15的開(kāi)關(guān)裝置14分別設(shè)計(jì)成半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，并且具有M0SFET，經(jīng)該開(kāi)關(guān)控制蓄能器15，尤其是也通過(guò)在一個(gè)線性區(qū)域中運(yùn)行MOSFET以調(diào)節(jié)的方式對(duì)蓄能器進(jìn)行充電或放電。在此情況下，開(kāi)關(guān)裝置14在功能上不僅與脈沖逆變器5而且與DC/DC轉(zhuǎn)換器6—起工作，為了由蓄能器15向這兩者共同地或者也僅向這兩者中的各一個(gè)供給能量， 或者為了將能量從這兩者傳導(dǎo)到蓄能器15中。此外，通過(guò)蓄能器15的泄漏電流可以防止在內(nèi)燃機(jī)停止期間電池7耗盡或者也將有故障的蓄能器15電隔離開(kāi)?？刂蒲b置1此外可以在內(nèi)燃機(jī)停止期間，尤其是在起動(dòng)_停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2，其它的機(jī)械部件，例如空調(diào)設(shè)備，其中由蓄能器15和/或也由電池7向起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2供電。圖2以示意電路圖顯示了按照本發(fā)明的電子控制裝置1的一個(gè)實(shí)施例。脈沖逆變器5被設(shè)計(jì)用于運(yùn)行起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2和作為電流限制用于周期性地控制起動(dòng)機(jī)10。在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中，電路裝置4除了脈沖逆變器5還包括前面所述的開(kāi)關(guān)裝置14， DC/DC轉(zhuǎn)換器6和跨接開(kāi)關(guān)裝置13。在此情況下，DC/DC轉(zhuǎn)換器6將車(chē)載電網(wǎng)8與脈沖逆變器5和用于蓄能器15的開(kāi)關(guān)裝置14相連接，其中，DC/DC轉(zhuǎn)換器6可以利用作為跨接開(kāi)關(guān)裝置13的繼電器被跨接，以便在DC/DC轉(zhuǎn)換器6兩側(cè)電壓相等情況下，亦即當(dāng)車(chē)載電網(wǎng)電壓和脈沖逆變器5上電壓相等時(shí)，通過(guò)跨接轉(zhuǎn)換器將經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器6的損失最小化。DC/DC轉(zhuǎn)換器6設(shè)計(jì)成用于具有電子開(kāi)關(guān)61，即具有二極管的MOSFET的降壓斬波電路功能，從而利用該轉(zhuǎn)換器將脈沖逆變器5和/或蓄能器15的一個(gè)直流電壓降低成車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓，如果車(chē)載電網(wǎng)8由蓄能器15或由起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2經(jīng)脈沖逆變器5供電的話。起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2此時(shí)可以在相對(duì)應(yīng)車(chē)載電網(wǎng)提高的電壓水平下被運(yùn)行，以便例如提高效率。此外可以通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器6借助于另一個(gè)電子開(kāi)關(guān)62車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓降低到脈沖逆變器5上的直流電壓，并且因此也降低到蓄能器15上的直流電壓，以便用電池7將蓄能器15充電到車(chē)載電網(wǎng)電壓水平。通過(guò)該第二降壓斬波電路功能，蓄能器15可以使內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)更容易或者也可以減小車(chē)載電網(wǎng)8的電壓干擾。圖2的DC/DC轉(zhuǎn)換器6 因此以雙向的方式由兩個(gè)降壓斬波電路功能構(gòu)造成。此外，通過(guò)將電能從蓄能器15經(jīng)起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2作為附加的運(yùn)動(dòng)能量供給機(jī)動(dòng)車(chē)或通過(guò)起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間作為發(fā)電機(jī)被去激活并且車(chē)載電網(wǎng)8由蓄能器15 供電，控制裝置1實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的和被動(dòng)的提高。圖3以示意電路圖顯示了控制裝置1的另一個(gè)實(shí)施例，該控制裝置尤其是在DC/DC 轉(zhuǎn)換器6和跨接開(kāi)關(guān)裝置13上不同于在圖2中顯示的控制裝置。在這個(gè)以及在全部以下的實(shí)施例中，跨接開(kāi)關(guān)裝置13分別設(shè)計(jì)成一個(gè)或在圖6和圖7中的兩個(gè)各具有一個(gè)MOSFET的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。DC/DC轉(zhuǎn)換器6在該實(shí)施例中設(shè)計(jì)成只有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)61，因此尤其是單向的，并且是為了將脈沖逆變器5和/或蓄能器15的直流電壓降低到車(chē)載電網(wǎng)電壓。圖4以示意電路圖顯示了起動(dòng)裝置1的另一個(gè)實(shí)施例，它通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器6的一個(gè)電子開(kāi)關(guān)63而不同于圖3顯示的裝置，該轉(zhuǎn)換器由此被設(shè)計(jì)用于雙向運(yùn)行，并且具有一個(gè)降壓斬波電路功能，以便通過(guò)開(kāi)關(guān)61，如前所述那樣，將脈沖逆變器5和/或蓄能器15 的電壓降低到車(chē)載電網(wǎng)電壓，并且附加地具有一個(gè)升壓斬波電路功能，以便通過(guò)開(kāi)關(guān)63將車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓升高到脈沖逆變器5的直流電壓，因此也升高到蓄能器15的直流電壓，并且將蓄能器提升到一個(gè)更高的電壓水平作為車(chē)載電網(wǎng)的電壓水平。因此在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)過(guò)程期間，起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2可以以更高的電壓運(yùn)行并且使下一次起動(dòng)過(guò)程更容易。圖5作為示意電路圖顯示了控制裝置1的另一個(gè)實(shí)施例，它在涉及對(duì)起動(dòng)機(jī)10的控制的電路裝置4上不同于圖4顯示的控制裝置。在該實(shí)施例中，起動(dòng)機(jī)10盡管由控制裝置1控制，但是直接地通過(guò)電池7通電流。因此，在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，脈沖逆變器5和尤其還有起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，以便例如減少控制裝置1的電流消耗并且減少車(chē)載電網(wǎng) 8的電壓干擾。圖6中示意示出的電路圖與圖5中示出的電路圖的區(qū)別在于跨接開(kāi)關(guān)裝置13和 DC/DC轉(zhuǎn)換器6。在該實(shí)施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器6設(shè)計(jì)成具有開(kāi)關(guān)61，62，63，S卩具有兩個(gè)用于雙向運(yùn)行的降壓斬波電路功能和一個(gè)升壓斬波電路功能，并且是為了將脈沖逆變器5的， 因此也是蓄能器15的直流電壓降低到車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓，為了將車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓升高到脈沖逆變器5的，因此也是蓄能器15的直流電壓，和為了將車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓降低到脈沖逆變器5的，因此也是蓄能器15的直流電壓。由于在DC/DC轉(zhuǎn)換器6兩側(cè)就此分別可以施加或產(chǎn)生不僅更高的而且更低的電壓，因此跨接開(kāi)關(guān)裝置13包括兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，并且是各具有極性被反向的二極管，以便防止在功率開(kāi)關(guān)打開(kāi)情況下經(jīng)二極管的非有意的電流流動(dòng)。圖7中示意示出的實(shí)施例與圖6中示出的實(shí)施例的區(qū)別在于DC/DC轉(zhuǎn)換器6，其具有用于一個(gè)附加的升壓斬波電路功能的另一個(gè)開(kāi)關(guān)64，從而圖7的DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于各一個(gè)雙向的運(yùn)行的兩個(gè)降壓和升壓斬波電路功能。該DC/DC轉(zhuǎn)換器6因此被附加地設(shè)計(jì)用于將脈沖逆變器5的，因此也是蓄能器15的電升高到車(chē)載電網(wǎng)8的直流電壓。因此， 蓄能器15被放電到低于車(chē)載電網(wǎng)電壓，以便然后在回收階段期間，尤其是在機(jī)動(dòng)車(chē)制動(dòng)期間，在該制動(dòng)期間由起動(dòng)器發(fā)電機(jī)2將運(yùn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，在蓄能器15中儲(chǔ)存更多的能量。
此外，蓄能器15，即雙層電容器，被集成到控制裝置1的結(jié)構(gòu)單元的電路裝置4中， 從而降低機(jī)動(dòng)車(chē)中的安裝費(fèi)用。全部的附圖僅僅示出了示意的未按比例的視圖。此外對(duì)于本發(fā)明重要的內(nèi)容尤其參閱圖示。
權(quán)利要求
1.電子控制裝置(1)，其用于機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)(2)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器，包括控制機(jī)構(gòu)(3)和具有脈沖逆變器(5)的電路裝置(4)，其特征在于，所述控制裝置 (1)包括在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中的脈沖逆變器(5)、所屬的控制機(jī)構(gòu)(3)和DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電子控制裝置(1)，其特征在于，電路裝置(4)包括至少一個(gè)電子裝置，尤其是控制機(jī)構(gòu)(3)，它不僅與脈沖逆變器(5)而且與DC/DC轉(zhuǎn)換器(6) —起工作。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的電子控制裝置(1)，其特征在于，電路裝置(4)包括用于一個(gè)蓄能器(15)的開(kāi)關(guān)裝置(14)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子控制裝置(1)，其特征在于，電路裝置(4) 包括電蓄能器(15)。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的電子控制裝置(1)，其特征在于，電路裝置(4) 包括用于跨接DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)的跨接開(kāi)關(guān)裝置(13)。
6.用于尤其是按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子控制裝置(1)的運(yùn)行方法，所述電子控制裝置用于機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)(2)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器，包括控制機(jī)構(gòu)(3)和具有脈沖逆變器(5)的電路裝置(4)，其特征在于，不僅脈沖逆變器(5)而且一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)由所述控制機(jī)構(gòu)(3)控制。
7.按照權(quán)利要求6所述的運(yùn)行方法，其特征在于，利用所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)將車(chē)載電網(wǎng)(8)的直流電壓轉(zhuǎn)換成另一個(gè)電壓。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的運(yùn)行方法，其特征在于，利用所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)使一個(gè)直流電壓降低。
9.按照權(quán)利要求6和9中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，利用所述DC/DC轉(zhuǎn)換器 (6)使一個(gè)直流電壓升高。
10.按照權(quán)利要求6至7中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，利用所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)將一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換成車(chē)載電網(wǎng)(8)的直流電壓。
11.按照權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，在回收時(shí)將能量?jī)?chǔ)存在一個(gè)蓄能器(15)中。
12.按照權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的運(yùn)行方法，其特征在于，利用所述脈沖逆變器 (5)限制電機(jī)(2)的運(yùn)行電流，尤其是在作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)器電機(jī)運(yùn)行時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子控制裝置(1)，其用于機(jī)動(dòng)車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)(2)，尤其是起動(dòng)器發(fā)電機(jī)或起動(dòng)器，包括控制機(jī)構(gòu)(3)和具有脈沖逆變器(5)的電路裝置(4)。為了減少材料、部件和裝配費(fèi)用和重量，所述控制裝置(1)包括在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中的脈沖逆變器(5)，所屬的控制機(jī)構(gòu)(3)和DC/DC轉(zhuǎn)換器(6)。
文檔編號(hào)F02N11/08GK102472227SQ201080033336
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者普拉格 C., 雷特曼 G., 施魏加特 H., 阿貝勒 M., 默克勒 M., 米勒 W. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司