本發(fā)明涉及在機動車輛的機載電氣系統(tǒng)中外部激勵的發(fā)電機的操作和控制，尤其涉及用于控制該類型的發(fā)電機的激勵電壓的方法和器械，以及還涉及該類型的發(fā)電機本身。

就機動車輛的機載電氣系統(tǒng)中的外部激勵的發(fā)電機來說，現(xiàn)有技術公開了設定激勵電壓以用于將發(fā)電機的實際輸出電壓調(diào)整到發(fā)電機的預定設定點輸出電壓的目的。

已知用于該目的的器械通常包括：

-可驅(qū)動dc/dc轉(zhuǎn)換器，其由機載電氣系統(tǒng)提供，用于生成用于發(fā)電機的（可變）激勵電壓，

-比較設備，其用于比較發(fā)電機的實際輸出電壓與發(fā)電機的預定設定點輸出電壓，且用于輸出偏差信號（作為驅(qū)動信號）到dc/dc轉(zhuǎn)換器，以便因此將實際輸出電壓調(diào)整到設定點輸出電壓。

在本發(fā)明的意義內(nèi)，術語“外部激勵的發(fā)電機”預期指的是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，其借助于感應將所供應的機械旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換成電力，其中，感應所需的磁場通過供應到發(fā)電機的激勵線圈的電流生成。

在本發(fā)明的意義內(nèi)，術語“激勵電壓”是在其應用到發(fā)電機的激勵線圈時驅(qū)動激勵電流通過激勵線圈的電壓。

發(fā)電機通常通過發(fā)電機到機動車輛的內(nèi)燃機（例如，汽油或柴油發(fā)動機）的機械聯(lián)接被機械旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，其中，該內(nèi)燃機能夠例如同時提供旋轉(zhuǎn)動力，其能夠直接機械地用于驅(qū)動所討論的機動車輛，或者另外能夠例如充當系列混合動力機動車輛的所謂“范圍擴展器”，僅僅以便驅(qū)動發(fā)電機。

在本發(fā)明的意義內(nèi)，術語“（發(fā)電機的）輸出電壓”指的是用于供應機載電氣系統(tǒng)的通常整流的電壓，其在發(fā)電機中引起。在通過電能儲存器（諸如例如鉛酸可充電電池）緩沖的機載電氣系統(tǒng)的情況下，用于發(fā)電機的期望設定點輸出電壓通常對應于所討論的能量儲存器的所謂的充電終止電壓（例如，大約14v）。

在發(fā)電機輸出電壓的上述調(diào)整期間，實際輸出電壓作為控制變量被連續(xù)檢測，與作為參考變量的預定設定點輸出電壓比較，且通過設定如所述的激勵電壓作為將實際輸出電壓匹配到設定點輸出電壓的過程的部分被影響。

雖然已知方法和器械非常適用于在機動車輛的電氣系統(tǒng)的大多數(shù)操作狀況中維持期望的機載電氣系統(tǒng)電壓，但是在由機載電氣系統(tǒng)提供的任何“高峰負載消耗者”非常突然地導致顯著增加的電功率需求時，可發(fā)生發(fā)電機輸出電壓與預定設定點輸出電壓的不利偏差。在諸如這樣的狀況中，常規(guī)調(diào)整通常不能夠或太“慢”以致于不能通過如所期望地迅速對應地增加激勵電壓并因此增加激勵電流而滿足該增加的功率需求。

在突然連接安全關鍵系統(tǒng)（諸如例如用于機動車輛的制動器的強制電氣操作的系統(tǒng)）時，該問題例如尤其重要，因為機載電氣系統(tǒng)電壓的下降對在諸如這種情況下的安全關鍵系統(tǒng)的正常運行有不利的影響。

在引言部分中概述的類型的方法和器械的情況下，尤其還在功率需求突然且顯著改變的情況下，本發(fā)明的一個目的是提供對發(fā)電機的控制，其適用于防止實際輸出電壓與設定點輸出電壓的相對大的偏差。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的在引言部分中概述的類型的方法的情況下實現(xiàn)，在于，基于對由機載電氣系統(tǒng)提供的至少一個高峰負載消耗者的負載需求的評估，檢測例外狀況，并且在于，在例外狀況的情況下，執(zhí)行激勵電壓的修改設定。

在引言部分中概述的類型的器械的情況下，實現(xiàn)該目的，在于，器械包括：評估設備，其用于評估由機載電氣系統(tǒng)提供的至少一個高峰負載消耗者的負載需求，和用于檢測例外狀況；及此外例外控制設備，其用于在例外狀況的情況下實施激勵電壓的修改設定。

在該情況下，術語“負載需求”指的是緊接在所討論的高峰負載消耗者（例如，電氣操作的制動系統(tǒng)）實際上被激活之前可被其利用的信息項，并涉及與所述高峰負載消耗者的激活關聯(lián)的電功率需求。該類型的負載需求或?qū)撦d需求信號能夠以模擬或優(yōu)選地數(shù)字形式（數(shù)據(jù)信號）通過所討論的高峰負載消耗者自身（例如，上述制動系統(tǒng)）或通過發(fā)起該類型的高峰負載消耗者的連接和斷開的設備（例如，用于機動車輛電子器件系統(tǒng)的中央控制設備）生成，且能夠輸出。

借助于評估至少一個高峰負載消耗者的負載需求，例如基于預定標準，可能能夠檢測例外狀況，其中，通常將發(fā)生的調(diào)整將太慢以致于不能滿足負載需求。然后在該類型的例外狀況中可能基于評估結果以修改方式有利地設定激勵電壓，也就是說不基于所描述的類型的簡單調(diào)整。

本發(fā)明能夠因此用于實現(xiàn)，尤其，在機動車輛中的發(fā)電機（例如，爪極式發(fā)電機）的最佳動態(tài)性能情況下的調(diào)整方法。

如果多個高峰負載消耗者的負載需求被評估，則在多個高峰負載消耗者的負載需求同時或暫時重疊發(fā)生的情況下，能夠有利地提供激勵電壓的修改設定，這考慮了對電力的對應“總需求”。因此，例如，與時間有關的總需求能夠通過評估設備被確定（例如，計算出來），且通信到例外控制設備，其中，修改設定的參數(shù)（該參數(shù)適用于特定情況）能夠然后被確定（例如，計算出來）。

在一個實施例中，修改設定不影響例如發(fā)電機的恒定預定的設定點輸出電壓。

在另一實施例中，修改設定適用于預設發(fā)電機的暫時改變的、尤其是暫時增加的設定點輸出電壓，和用于實現(xiàn)通過實際輸出電壓來跟蹤該改變的設定點輸出電壓。

在一個實施例中，規(guī)定負載需求借助于機動車輛的數(shù)字總線系統(tǒng)通信，且借助于程序控制的設備評估。

數(shù)字總線系統(tǒng)能夠例如根據(jù)常規(guī)標準（諸如例如can、flexray、lin等）形成。

在該情況下，程序控制的設備具有評估設備的功能，其設置在器械中，用于評估負載需求并用于檢測例外狀況。

特定高峰負載消耗者的負載需求能夠包括例如關于特定（額外）功率需求的時間段以及關于該特定功率需求在該時間段內(nèi)的數(shù)量分布的信息項。特定功率需求能夠是常數(shù)，或者另外在所述時間段中被定義為與時間有關的需求。

在器械的情況下，通過例外控制設備實施激勵電壓的修改設定。

根據(jù)一個實施例，通過上述程序控制的設備提供例外控制設備的功能。在該情況下，程序控制的設備因此起到用于評估負載需求以及用于實施激勵電壓的修改設定的功能。

根據(jù)一個實施例，規(guī)定修改設定提供調(diào)整的暫時中斷，且替代地，取決于依據(jù)評估結果生成的例外控制信號的激勵電壓的設定。

在器械的情況下，通過例外控制設備生成例外控制信號。

能夠以不同方式實現(xiàn)“調(diào)整的中斷”且替代地實施修改設定。以舉例的方式，通過例外控制設備驅(qū)動的開關設備能夠用于該類型的中斷。尤其，開關設備能夠包括例如轉(zhuǎn)換開關，其以如下方式布置和驅(qū)動，即使得，在例外狀況中，通常在控制回路中的特定點處傳送的信號被“丟棄”（不傳送），且替代地，通過例外控制設備生成的信號在該點處被引入到控制回路中。

根據(jù)該方面的一個實施例，例如，規(guī)定激勵電壓的設定（在調(diào)整期間提供該設定）本身被維持，但不是基于在發(fā)電機的實際輸出電壓和設定點輸出電壓之間的比較的結果，而是基于作為對偏差信號的替代的所述例外控制信號。換言之，在該實施例中，通常有效的調(diào)整回路在偏差信號被輸入到“致動設備”（例如，可驅(qū)動dc/dc轉(zhuǎn)換器）中的點處斷開，且替代地，為例外情況特別地生成（例如，計算出來）的例外控制信號被輸入到所述致動設備中。

在另一實施例中，通過例外控制設備生成的例外控制信號不用作對調(diào)整的偏差信號的替代，而是作為用于驅(qū)動致動設備的控制信號，該致動設備被特別提供用于例外情況，且其在例外狀況中被提供以輸出用于發(fā)電機的激勵電壓。換言之，在該實施例中，正常的控制回路在某點處在正常使用的致動設備和發(fā)電機之間中斷，且在例外情況下特別地生成的激勵電壓在該點處被應用到發(fā)電機。

在激勵電壓的修改設定的情況下，作為中斷調(diào)整的替代方式或補充，可能提供控制信號的“混合”，控制信號在控制回路的特定點處通過例外控制設備提供。這能夠例如通過布置在該點處的額外節(jié)點實現(xiàn)，用于信號（其在控制回路的正常狀況中在該點處被傳送）到通過例外控制設備在例外狀況中生成的控制信號的添加（可能地加權添加）。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面（對于其，本申請人保留要求獨立保護的權利），在引言部分中概述的類型的方法的情況下，規(guī)定將激勵電壓設定到負電壓值和/或到具有關于機載電氣系統(tǒng)電壓增大的絕對值的電壓值變得可能。

根據(jù)該第二方面，在引言部分中概述的類型的器械的情況下，規(guī)定dc/dc轉(zhuǎn)換器被設計為允許將激勵電壓設定到負電壓值和/或到具有增大到機載電氣系統(tǒng)電壓之上的絕對值的電壓值。

將激勵電壓設定到負電壓值的能力具有如下優(yōu)勢，流過激勵線圈的激勵電流能夠尤其根據(jù)需要迅速減小。

將所述激勵電壓設定到具有關于機載電氣系統(tǒng)電壓增大的絕對值的電壓值的能力具有如下優(yōu)勢，即，流過激勵線圈的激勵電流能夠尤其迅速地被改變（也就是說，例如，還提高或增大）。

在一個優(yōu)選實施例中，激勵電壓能夠被設定到負電壓值以及設定到具有關于機載電氣系統(tǒng)電壓增大的絕對值的電壓值兩者。

最大（正）激勵電壓的絕對值和/或最?。ㄘ摚┘铍妷旱慕^對值能夠例如是機載電氣系統(tǒng)電壓（額定電壓）的絕對值的至少2倍、尤其是至少3倍。

在一個實施例中，用于uerr的（可能的電壓限制）范圍擴展到至少+/-20v，尤其擴展到至少+/-40v。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供的設定激勵電壓的特定能力能夠例如在實際輸出電壓到預定設定點輸出電壓的調(diào)整（其在“正常狀況”中使用）的范圍內(nèi)提供，以便因此有利地在正常操作狀況中減少激勵電流改變的慣性。

作為替代方式或另外，設定激勵電壓的該特定能力還能在（根據(jù)本發(fā)明的第一方面的）激勵電壓的上述修改設定的范圍內(nèi)提供。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面（對于其，本申請人同樣保留要求獨立保護的權利），在開始處提及的方法用于在用于操作該發(fā)電機的方法的范圍內(nèi)在機動車輛的機載電氣系統(tǒng)中控制外部激勵的發(fā)電機的激勵電壓，其中，基于對由機載電氣系統(tǒng)提供的至少一個高峰負載消耗者的負載需求的評估，檢測例外狀況，并且其中，在例外狀況的情況下，執(zhí)行通過驅(qū)動開關設備（包括一個或多個開關）實現(xiàn)的到發(fā)電機的激勵線圈的“修改的電流供應”，該激勵線圈由能夠單獨被供應電流的至少兩個線圈元件形成。

根據(jù)該第三方面，在開始處提及的類型的器械的情況下的特別特征在于，器械包括評估設備并且還包括例外控制器械，所述評估設備用于評估由機載電氣系統(tǒng)提供的至少一個高峰負載消耗者的負載需求并用于檢測例外狀況，所述例外控制器械用于實施到發(fā)電機的激勵線圈的修改的電流供應，所述激勵線圈由能夠單獨被供應電流（這通過驅(qū)動開關設備實現(xiàn)）的至少兩個線圈元件形成。

本申請人還保留對于對應發(fā)電機（也就是說用于機動車輛的機載電氣系統(tǒng)的外部激勵的發(fā)電機）要求獨立保護的權利，該發(fā)電機包括由至少兩個線圈元件形成的激勵線圈，并包括可驅(qū)動開關設備，其用于向激勵線圈供應根據(jù)開關狀態(tài)修改的可能的電流供應，該激勵線圈由能夠單獨被供應電流的至少兩個線圈元件形成。

本發(fā)明的第三方面的優(yōu)勢在于“激勵線圈”，其用于外部激勵，且因此其性能被設計成使得其能夠在發(fā)電機的操作期間有效地改變。

在發(fā)電機中存在的激勵線圈由至少兩個線圈元件形成。對這些線圈元件“單獨供應電流的能力”預期意思是：通過單獨線圈元件的電流流動不以由激勵電壓唯一地限定的方式改變，而是單獨（至少兩個）電流流動還取決于可驅(qū)動開關設備的開關狀態(tài)。

在該方面的一個示例：如果激勵線圈例如由串聯(lián)連接且具有中心分接頭的兩個線圈元件形成，則不言而喻，以舉例的方式，對電流供應的修改能夠通過合適的開關設備實現(xiàn)，其中，電流被供應到兩個線圈元件中的僅一個，或者電流被僅供應到另一個線圈元件，或者電流被應用到兩個線圈元件（在串聯(lián)電路中）。如果兩個線圈元件的電氣性能（尤其，電阻r和電感l(wèi)）彼此不同，則因此取決于開關設備的驅(qū)動，可能在該示例中實現(xiàn)三種不同的“激勵線圈配置”并因此三種不同的“電流供應”。

可改變的激勵線圈配置的特定優(yōu)勢在于，所謂的激勵時間常數(shù)能夠因此根據(jù)要求變化。這將在下文中在示例性實施例的描述中進一步解釋。

總之，本發(fā)明提供各種方法和器械，在其中，甚至在功率需求突然且顯著改變的情況下，仍能夠?qū)崿F(xiàn)通過發(fā)電機的實際輸出電壓對預設設定點輸出電壓的快速且可靠的“跟蹤”。所解釋的本發(fā)明的三個方面中的每一個均本身能夠被使用，或者另外與在此本發(fā)明的另外的方面中的至少一個組合使用。

下面將參考附圖基于示例性實施例進一步描述本發(fā)明，其中：

圖1示出用于圖示對于電能儲存器的放電狀況在機動車輛的機載電氣系統(tǒng)中的能量流動的框圖，

圖2示出用于圖示對于電能儲存器的充電狀況在機動車輛的機載電氣系統(tǒng)中的能量流動的框圖，

圖3示出曲線圖，其用于圖示外部激勵的發(fā)電機的激勵電流ierr隨時間t變化的不同曲線，

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的用于控制外部激勵的發(fā)電機的器械的框圖，

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另外的示例性實施例的用于控制外部激勵的發(fā)電機的器械的框圖，

圖6是常規(guī)設計的外部激勵的發(fā)電機的示意圖，

圖7是發(fā)電機的示意圖，其具有修改的構造且能夠根據(jù)第一變型切換，以及

圖8是發(fā)電機的示意圖，其具有修改的構造且能夠根據(jù)第二變型切換。

圖1和圖2圖示本發(fā)明基于其的將電能e可靠地供應到機動車輛的機載電氣系統(tǒng)b的基本問題。

能夠由馬達m（例如機動車輛的內(nèi)燃機）驅(qū)動的發(fā)電機g以及聯(lián)接到機載電氣系統(tǒng)b用于緩沖的電能儲存器（例如，鉛-酸可充電電池）bat可用于該能量供應。

在此，發(fā)電機g由馬達m直接地或借助于增速傳動裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。該發(fā)電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)速度在圖1和圖2中通過n表示。

圖1圖示在該方面是不利的的操作狀況，因為例如由于相對低的旋轉(zhuǎn)速度n，所以能夠僅通過從發(fā)電機g以及能量儲存器bat兩者提供電能來輸送所需能量e或電力。

然而，圖2示出在該方面是有利的的操作狀況，因為由于相對高的旋轉(zhuǎn)速度n，所以由發(fā)電機g提供的能量大于機載電氣系統(tǒng)b所需要的能量e，使得由發(fā)電機g生成的能量或功率的一部分能夠用于對電能儲存器bat再充電。

發(fā)電機g作為外部激勵的發(fā)電機的設計有利地使得其能夠影響在發(fā)電機輸出處輸出的供應電壓以及相應地影響由于下述可獲得的電功率：除了通過改變旋轉(zhuǎn)速度n，還因為驅(qū)動發(fā)電機g的激勵電流ierr的激勵電壓uerr根據(jù)需要被控制。

在該方面，本發(fā)明基于用于設定激勵電壓uerr的已知方法和器械，為了將發(fā)電機g的實際輸出電壓ugen調(diào)整到發(fā)電機g的預定設定點輸出電壓ugenset的目的。

雖然已知的調(diào)整方法和調(diào)整器械非常適用于在大多數(shù)操作狀況中調(diào)整期望的機載電氣系統(tǒng)電壓ugen（在此例如根據(jù)電池電壓ubat），但是當機載電氣系統(tǒng)b的能量需求發(fā)生突然的顯著改變時，可存在機載電氣系統(tǒng)電壓且相應地發(fā)電機輸出電壓ugen的不利偏差。

在這種情況下，常規(guī)調(diào)整例如通常太慢，以致于不能避免實際輸出電壓ugen與設定點輸出電壓ugenset的非期望偏差。

圖3圖示通過應用激勵電壓uerr到激勵線圈來設定激勵電流ierr的基本“慣性”。

在圖3中繪制激勵電流ierr關于時間t的兩個示例性曲線1和2。

電流曲線1示出一種情況，其中，始于在t=0時激勵電流ierr=0，通過應用恒定激勵電壓uerr，例如在此額定機載電氣系統(tǒng)電壓（uerr=ubat=14v），激勵電流ierr增加。

如果生成激勵磁場所需要的激勵線圈的電感標記為l，且該激勵線圈的無電抗電阻標記為r，則在最終值i0=uerr/r處，激勵電流ierr（t）的漸近近似值如已知地產(chǎn)生。

增加的速率能夠表征為時間常數(shù)τ=l/r。該時間常數(shù)τ對應于直到激勵電流ierr已經(jīng)達到最終值i0的大約63%為止所流逝的那個時間段。

因此，完全在理論上，通過激勵電壓uerr在發(fā)電機輸出電壓ugen的調(diào)整范圍內(nèi)的已知設定，時間常數(shù)τ防止激勵電流ierr的無延遲改變。對于圖3中的電流曲線1，關聯(lián)時間常數(shù)被標記為τ0。

將在下文中進一步更詳細地討論圖3中的電流曲線2。

用于控制發(fā)電機g和相應地尤其用于控制應用到發(fā)電機g的激勵電壓uerr的方法和器械的各種示例性實施例將在下文中參考圖4到圖8更詳細地描述，在該方法和器械中，避免了實際輸出電壓ugen與設定點輸出電壓ugenset的相對大的偏差，尤其甚至在通過發(fā)電機g提供的功率需求突然且顯著改變的情況下。

圖4示出用于在機動車輛的機載電氣系統(tǒng)b中控制外部激勵的發(fā)電機g的激勵電壓uerr的器械10的示例性實施例。

控制過程包括將激勵電壓uerr在發(fā)電機g的實際輸出電壓ugen的調(diào)整范圍內(nèi)設定到發(fā)電機g的預定設定點輸出電壓ugenset。

器械10包括可驅(qū)動的dc/dc轉(zhuǎn)換器12，其由機載電氣系統(tǒng)b提供，用于生成用于發(fā)電機g的激勵電壓uerr。dc/dc轉(zhuǎn)換器12的供應在圖4中通過用緩沖-儲存機載電氣系統(tǒng)b的電池bat的電池電壓ubat供應表示。

在正常情況下，發(fā)電機g的輸出電壓ugen對應于該電池電壓ubat，且相應地對應于機載電氣系統(tǒng)b的“額定電壓”。

機載電氣系統(tǒng)b在圖4中通過框表示，該框在圖4的示意圖中包含“基本負載消耗者”gl和多個“高峰負載消耗者”，在此以舉例的方式標記為sl1和sl2。

基本負載消耗者gl表示所討論的機動車輛的全部電氣消耗者，其各自就其本身而言均具有相對低的功率需求，和/或這些電氣消耗者出于操作目的的連接和斷開不導致機載電氣系統(tǒng)b的總功率需求的突然且同時顯著的改變。

然而，在圖4中以舉例的方式示出的兩個高峰負載消耗者sl1、sl2預期表示機載電氣系統(tǒng)b中的電氣負載，該電氣負載中的每一個的連接和斷開均導致機載電氣系統(tǒng)b的總功率需求的突然且同時顯著的改變。

“基本負載消耗者”gl能夠通常包括，例如，諸如機載電子器件系統(tǒng)（“機載計算機”）、照明裝置（例如，頭燈和內(nèi)部照明系統(tǒng)）、用于通風和控制車輛內(nèi)部的氣候的設備（例如，氣候-控制系統(tǒng)控制致動器、座位加熱器等）的消耗者。

相比之下，消耗者（諸如例如用于車輛的制動器的強制操作的致動器）能夠被分類為“高峰負載消耗者”。

電池bat和相應地發(fā)電機g通過機載電氣系統(tǒng)b的（當前連接的）消耗者的功率需求“負載”的情況在圖4的表征系統(tǒng)中通過在發(fā)電機g的輸出處示出的虛擬輸出電壓u'gen考慮，由于電氣消耗者gl、sl1、sl2的實際“負載”，所以所述虛擬輸出電壓減小到實際提供的輸出電壓ugen。在圖4中的“電路節(jié)點”k表示在發(fā)電機g的輸出處消耗者gl、sl1、sl2的該電壓-減小效應（發(fā)電機輸出的內(nèi)部電阻-該內(nèi)部電阻在實踐中總是存在-在此被考慮在內(nèi)）。在該意義上，虛擬輸出電壓u'gen還可稱為（發(fā)電機g在沒有負載下的）空載電壓。

發(fā)電機g通過馬達m（例如還用于驅(qū)動機動車輛的內(nèi)燃機（例如，汽油或柴油發(fā)動機））具體地以旋轉(zhuǎn)速度n旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，該旋轉(zhuǎn)速度n例如與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度相同或另外（由于傳動裝置的互連）例如關于所述發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度處于固定的傳動比。

器械10還包括比較設備14（在此：例如減法節(jié)點），用于比較當前發(fā)電機輸出電壓，也就是說實際輸出電壓ugen與預定設定點輸出電壓ugenset，且用于輸出偏差信號a到dc/dc轉(zhuǎn)換器12的控制輸入。在最簡單的情況下且如圖所示，偏差信號a形成為差ugenset-ugen。然而，與此不同，偏差信號a也可以以另一種方式形成或定義（只要其表示ugenset和ugen之間的偏差的特性）。

如果偏差信號a指示ugen小于ugenset，則將驅(qū)動dc/dc轉(zhuǎn)換器12以輸出更高的激勵電壓uerr，因此在發(fā)電機g中的激勵電流ierr然后也增大，以便輸出電壓ugen也增大。

相反，如果偏差信號a指示ugen大于ugenset，則將驅(qū)動dc/dc轉(zhuǎn)換器12以輸出減小的激勵電壓uerr，因此激勵電流ierr然后也下降，以便輸出電壓ugen同樣下降。

考慮偏差信號a作為用于dc/dc轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動信號因此導致調(diào)整實際輸出電壓ugen到設定點輸出電壓ugenset。

在圖示的示例中，該調(diào)整是比例調(diào)整（“p調(diào)整器”）。然而，與該示例不同，還能使用更復雜的調(diào)整特性。

器械10的特別特征在于其包括評估設備16，用于評估由機載電氣系統(tǒng)b提供的（在該示例中兩個）高峰負載消耗者sl1和sl2的“負載需求”h1、h2，且基于此，用于檢測“例外狀況”。

在圖示的示例中，每個負載需求h1、h2相應地包括信息項，其可被所討論的高峰負載消耗者sl1和相應地sl2利用（緊接在其實際上被激活之前），且涉及與所述高峰負載消耗者的激活關聯(lián)的（額外）電功率需求。

在圖示的示例中，該類型的功率需求h1、h2借助于機動車輛的數(shù)字總線系統(tǒng)通信到評估設備16，所述評估設備在此具有程序控制的設備的軟件實現(xiàn)的功能的形式。

所使用的總線系統(tǒng)可例如是can總線、lin總線或另一合適的總線系統(tǒng)，尤其是根據(jù)另一公共標準的總線系統(tǒng)。

通過評估設備16執(zhí)行的評估的結果（也就是說，例如，對于特定時間段（以h1和相應地h2量化）存在特定額外功率需求（以h1和相應地h2量化）的信息）被通信到器械10的例外控制設備18（就這樣，例如，再次借助于借助于總線系統(tǒng)的數(shù)字通信，或者例如通過所述程序控制的設備內(nèi)的內(nèi)部通信，例外控制設備18在所述程序控制的設備中也被實施為功能）。

在通過評估檢測到的例外狀況和評估結果的其他信息的情況下，例外控制設備18用來實施“激勵電壓uerr的修改設定”。例外狀況的檢測能夠例如基于在預定（相對小的）時間段內(nèi)超過預定閾值的預期額外功率需求。

因此，由于修改的設定能夠有利地采取不同于上述純粹調(diào)整的措施，該措施將在例外情況下所需的功率需求的突然且顯著改變考慮在內(nèi)。

在圖示的示例中，激勵電壓uerr的修改設定提供調(diào)整的暫時中斷和取決于例外控制信號s1的激勵電壓uerr的設定，該例外控制信號s1根據(jù)在先評估的結果通過例外控制設備18生成。為此目的，如在圖4中通過虛線動作箭頭表示的例外控制設備18以如下方式驅(qū)動開關s1，即使得，代替通過比較設備14輸出的偏差信號a，通過設備18生成的例外控制信號s1在例外狀況的時間段內(nèi)被輸出到dc/dc轉(zhuǎn)換器12的控制輸入。

器械10的關鍵優(yōu)勢因此在于：能夠借助于部件16、18、s1執(zhí)行dc/dc轉(zhuǎn)換器12的“預期的”驅(qū)動或“先導控制”，這在實踐中導致發(fā)電機g的動態(tài)性能的相當大的改進。

換言之，利用器械10，功率需求的突然且顯著改變不導致到ugen和ugenset之間的偏差（該偏差由于功率需求的該改變產(chǎn)生）的“反應”，而是通過“先導控制”早在額外功率需求還沒有被產(chǎn)生但是差不多立即即將來臨的時刻在設定機構中進行干預。

例外控制信號s1優(yōu)選地以程序控制的方式生成。對于最佳限定和相應地例外控制信號s1的計算，如在圖4中所示，當檢測到發(fā)電機g的（當前）旋轉(zhuǎn)速度n，且通過評估設備16在評估范圍內(nèi)考慮該旋轉(zhuǎn)速度n是有利的。因此，有利地能夠“登記”即將來臨的負載需求并根據(jù)需求調(diào)整出所述負載需求。

器械10的另外有利的特別特征在于：dc/dc轉(zhuǎn)換器12被設計為允許根據(jù)需求設定激勵電壓uerr，甚至設定到負電壓值和設定到具有高于機載電氣系統(tǒng)電壓（對應于電池電壓ubat）的絕對值的電壓值。

換言之，dc/dc轉(zhuǎn)換器12被配置為“增速致動器”，其因此允許待生成的輸出電壓uerr不僅（按照慣例）在從0v到值ubat（例如，14v）的范圍中，更能超出該范圍。

在圖示的示例中，對于能夠生成的激勵電壓uerr提供從-60v到+60v的范圍，其中，電壓限制器20被提供用于確保這些限制，也就是說，+60v的最大正電壓值和-60v的最小負電壓值。dc/dc轉(zhuǎn)換器12的輸出電壓被供應到電壓限制器20，以便輸送激勵電壓uerr（其已經(jīng)根據(jù)需求被相應地限制）到發(fā)電機g。

可參考圖3額外地解釋uerr的該增加的值范圍的優(yōu)勢。在圖3中示出的另一個電流曲線2圖示使用更大的激勵電壓uerr的激勵電流ierr的增大，該增大比在電流曲線1的情況下顯著更迅速。為了激勵電流ierr不“過沖”例如固定的、預設的最大激勵電流，諸如在此例如i0，激勵電壓uerr在馬上達到該最大電流之前或當達到該最大電流時將相應地減小。如果將為了達到i0的大約63%所需的該時間段定義為用于電流曲線2的激勵時間常數(shù)，則這導致激勵時間常數(shù)從τ0（電流曲線1）到τe（電流曲線2）的（顯而易見的）縮短。

在所示的示例中通過電壓限制器20實施的電壓限制具有如下優(yōu)勢：“調(diào)整增益”，利用其在dc/dc轉(zhuǎn)換器12的控制輸入處輸入的信號（偏差信號a或例外控制信號s1）被轉(zhuǎn)換成在dc/dc轉(zhuǎn)換器12的輸出處的對應電壓值，還能被選定成如此之高，使得電壓限制器20可以說導致電壓信號，其否則（在極端狀況中）由dc/dc轉(zhuǎn)換器輸出。

在實踐中，dc/dc轉(zhuǎn)換器12連同電壓限制器20能夠與發(fā)電機g的部件（轉(zhuǎn)子、定子）在結構上組合。作為替代方式，部件12、20還能與發(fā)電機g分離地提供。

作為替代方式或另外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，一個或多個另外的器械部件，例如部件16、18、s1、20也能與發(fā)電機g在結構上組合（例如在公共殼體中）。

例如通過軟件實現(xiàn)的數(shù)學“發(fā)電機模型”能夠在更復雜的調(diào)整的情況下使用，其中，在發(fā)電機的區(qū)域中的電氣和/或磁變量（例如，磁動勢、激勵電流、旋轉(zhuǎn)速度、內(nèi)部電阻等）被連續(xù)監(jiān)視并在處理信息時被設備16和/或設備18考慮。

在另外的示例性實施例的以下描述中，相同附圖標記用于相同作用的部件，在每種情況下利用增加的小寫字母來區(qū)分實施例。在該情況下，基本上將僅討論關于已經(jīng)描述的一個或多個示例性實施例的不同，且對于其余部分，因此明確地參考先前示例性實施例的描述。

圖5示出根據(jù)另外的示例性實施例的器械10a。

相比器械10，器械10a，出于在檢測的例外狀況中修改設定激勵電壓uerr的目的，包括可驅(qū)動dc/dc轉(zhuǎn)換器30a，其出于該目的特別地被提供且其被電池電壓ubat供應，且其在控制輸入處，從例外控制設備18a接收例外控制信號s2。根據(jù)例外控制信號s2，dc/dc轉(zhuǎn)換器30a在其輸出處生成例外狀況所需的激勵電壓uerr。該激勵電壓uerr然后通過切換開關s2（這同樣地通過例外控制設備18a執(zhí)行）傳遞到發(fā)電機g。因此，在切換開關s2之后，發(fā)電機g不再從dc/dc轉(zhuǎn)換器12a（其用于正常狀況且具有在下游處連接的電壓限制器20a）而是從dc/dc轉(zhuǎn)換器30a（其出于該目的特別地被提供）接收激勵電壓uerr。

甚至在圖5中圖示的器械10a的情況下，尤其可被提供的dc/dc轉(zhuǎn)換器12a和電壓限制器20a還能夠有利地與發(fā)電機g在結構上組合。作為替代方式或另外，例如，在圖5中示出的類型的實施例的情況下，有利地能夠例如在模塊化“例外控制器”中在結構上組合部件16a、18a、30a和可能地s2，“例外控制器”再次能夠分離地布置且能夠首先連接到一個或多個高峰負載消耗者，并且其次連接到開關s2并相應地連接到發(fā)電機g，用于實現(xiàn)在圖5中圖示的配置。作為該類型的例外控制器的分離布置的替代方式，可能例如在結構上組合部件16a、18a、30a和s2與發(fā)電機g（例如，在公共殼體內(nèi)）。如果僅存在一個單一高峰負載消耗者，則還可能作為替代方式，提供在結構上與所述高峰負載消耗者組合的部件16a、18a、30a（及不那么優(yōu)選地開關s2）。

在脫離根據(jù)圖4和圖5的示例性實施例時，其中，針對正常狀況提供的調(diào)整最終在例外狀況中在每種情況下通過（開關s1或s2的）切換操作完全暫停，這些示例性實施例還可被修改，使得對于正常狀況有效的控制回路也在例外狀況中保持有效，其中然而，在例外狀況中，通過例外控制設備18或18a輸出的例外驅(qū)動信號在所討論的控制回路中在合適的點處被“混合”。在根據(jù)圖4和圖5的示例中，出于該目的，可相應地提供實施該混合的額加節(jié)點來代替開關s1和相應地s2。

圖6示意性地示出常規(guī)發(fā)電機g的設計，如能夠在在此描述的控制器械和控制方法中使用的。

在圖示的示例中，激勵電壓uerr被應用到發(fā)電機g的連接l1、l2，且借助于滑環(huán)（未示出）傳輸?shù)郊罹€圈40b的對應連接l1、l2，激勵線圈40b在發(fā)電機g的操作期間以旋轉(zhuǎn)速度n旋轉(zhuǎn)。激勵電壓uerr因此產(chǎn)生通過激勵線圈40b的對應激勵電流ierr，且由于該激勵線圈40b的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的激勵線圈40b或轉(zhuǎn)子的定子42b包含多個感應線圈，其繞組通過44b示意性地示出。以在每種情況下相互成角度偏置120°的該類型的三個感應線圈在所示的示例中提供，以便旋轉(zhuǎn)磁場用于感應三相ac電壓，其因感應線圈的對應互連而產(chǎn)生。該三相ac電壓借助于整流器46b轉(zhuǎn)換成dc電壓ugen（其為dc機載電氣系統(tǒng)所需）。

在圖6中圖示的類型的發(fā)電機g（例如，所謂的爪極式發(fā)電機）能夠例如被提供為在根據(jù)圖4（器械10）和圖5（器械10a）的示例中使用的發(fā)電機g。

圖7示出根據(jù)另外的示例性實施例的發(fā)電機g。

該發(fā)電機g的特別特征在于形成包括互連（在此：串聯(lián)電路）的多個（在此：兩個）單獨線圈40c-1、40c-2的激勵線圈40c，其中，多于兩個（在此：三個）的激勵線圈連接l1、l2和l3借助于轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)（未示出）電氣連接到對應靜止的外部連接l1、l2和l3，并且其中，單獨線圈40c-1和40c-2的互連電路和被引出的連接l1、l2和l3以如下方式提供，即使得，電流能夠以選擇性可修改的方式通過驅(qū)動開關設備（在此轉(zhuǎn)換開關s3）被供應到由單獨線圈40c-1、40c-2形成的激勵線圈40c。

在圖示的示例性實施例中，線圈連接l2形成串聯(lián)電路（其由單獨線圈40c-1、40c-2形成）的中心分接頭。因此，到激勵線圈40c的電流供應能夠通過開關s3以如下方式修改，即使得，在第一開關狀態(tài)中，激勵電壓uerr被應用到連接l1和l2，以便電流僅被供應到單獨線圈40c-1。相比之下，在已經(jīng)切換開關s3之后，能夠?qū)崿F(xiàn)第二開關狀態(tài)，其中，激勵電壓uerr被應用到連接l1和l3，以便電流被同時供應到單獨線圈40c-1、40c-2兩者。

帶有諸如例如激勵線圈40c的激勵線圈（其由多個單獨線圈制成）的發(fā)電機g的優(yōu)勢在于電氣性能，尤其所得到的電感l(wèi)以及所得到的無電抗電阻r能夠甚至在發(fā)電機g的操作期間通過驅(qū)動所討論的開關設備（在此例如開關s3）變化。

鑒于激勵時間常數(shù)τ取決于激勵線圈的這些電氣性能的事實，有利地能夠在單獨線圈及其互連的合適設計給予的不同激勵時間常數(shù)之間切換。在串聯(lián)布置的兩個單獨線圈40c-1、40c-2的當前示例中，適合于該目的的設計在于這些單獨線圈不關于彼此相同地設計。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在圖7中圖示的類型的發(fā)電機g能夠有利地結合控制方法及相應地已經(jīng)描述的類型的控制器械操作。在該情況下，控制方法或控制器械僅僅修改到如下效果，即，在例外狀況的情況下（或者由于例外控制設備），所述開關設備的驅(qū)動能夠被額外地實施用于修改電流的供應的目的。

在圖7中圖示的發(fā)電機g能夠因此尤其例如在器械10（圖4）和10a（圖5）中被提供為在那里被驅(qū)動的發(fā)電機g，其中，在該情況下，例外控制設備18或18a額外地實施開關s3的驅(qū)動。用于驅(qū)動特定開關狀態(tài)的對應標準能夠通過例外控制設備18或18a以程序控制的方式應用。

圖8示出根據(jù)另外的示例性實施例的發(fā)電機g。

類似于已經(jīng)參考圖7描述的發(fā)電機g，根據(jù)圖8的發(fā)電機g也具有激勵線圈40d，其由包括兩個單獨線圈40d-1、40d-2的串聯(lián)電路形成，其中，再次引出用于應用激勵電壓uerr的中心分接頭l2和兩個外部連接l1、l3。

然而，開關設備被不同地設計，在圖8的發(fā)電機g的情況下，所述開關設備不僅由一個開關形成，而是由三個開關s4、s5和s6形成。

在該開關設備的情況下，激勵電壓uerr被應用到連接l1和l3，其中然而，在連接l3和l2之間及相應地在連接l1和l2之間的低-阻抗連接能夠借助于開關s4和s5選擇性地產(chǎn)生，以便使關聯(lián)的單獨線圈40d-2及相應地40d-1“無效”。因此，利用這兩個開關s4、s5，對應于三個修改電流供應變型的三個不同開關狀態(tài)已經(jīng)是可能的，具體地：電流供應到第一單獨線圈40d-1、電流供應到第二單獨線圈40d-2以及電流供應到單獨線圈40d-1和40d-2二者（另外，其中s4和s5將關閉的第四開關狀態(tài)是不利的）。

能夠借助于開關s6提供另外的開關狀態(tài)，在該情況下，單獨線圈40d-1與無電抗電阻器r6并行連接。

與圖8不同，還將可能例如在連接l2和l3之間提供包括開關和無電抗電阻器的另外的串聯(lián)電路，以便實現(xiàn)另外的開關狀態(tài)。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，當開關設備（作為無電抗電阻器和單獨線圈的可驅(qū)動并聯(lián)電路的替代方式或補充）允許包括無電抗電阻器和至少一個單獨線圈的可驅(qū)動串聯(lián)電路的選項時（為此目的，能夠在至少一個“連接供應”中，也就是說在圖8中例如在l1、l2和l3處的連接線上提供包括無電抗電阻器和可驅(qū)動的開關的并聯(lián)電路，以便，在打開開關時，無電抗電阻器有效，并且當關閉開關時，所述電阻器利用低阻抗橋接），可能是有利的。此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)在該類型的開關設備的情況下，可能能夠?qū)⒖沈?qū)動開關（也就是說，可能甚至在沒有并聯(lián)連接的電阻器的情況下）插入到連接線中，例如以便因此允許到一個或多個相關單獨線圈的激勵電壓供應的尤其快速的“斷開”。

根據(jù)圖8的發(fā)電機g也能結合控制方法及相應地上文中描述的類型的控制器械操作。在借助于器械10（圖4）或10a（圖5）的操作期間，將僅需要使所討論的例外控制設備18或18a設計為也驅(qū)動開關s4、s5和s6。