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DE102011087145A1 - Method for protection of rectifier of multi-phase alternating current generator in motor vehicle, involves receiving receive phase signal to reduce or limit energizing current if necessary as function of determined forward voltage - Google Patents

Method for protection of rectifier of multi-phase alternating current generator in motor vehicle, involves receiving receive phase signal to reduce or limit energizing current if necessary as function of determined forward voltage Download PDF

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Publication number
DE102011087145A1
DE102011087145A1 DE102011087145A DE102011087145A DE102011087145A1 DE 102011087145 A1 DE102011087145 A1 DE 102011087145A1 DE 102011087145 A DE102011087145 A DE 102011087145A DE 102011087145 A DE102011087145 A DE 102011087145A DE 102011087145 A1 DE102011087145 A1 DE 102011087145A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
max
phase
forward voltage
generator
semiconductor switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102011087145A
Other languages
German (de)
Inventor
Christoph Sudan
Michael Großhauser
Markus Lämmermann
Daniel Fell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102011087145A priority Critical patent/DE102011087145A1/en
Publication of DE102011087145A1 publication Critical patent/DE102011087145A1/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/45Special adaptation of control arrangements for generators for motor vehicles, e.g. car alternators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

The method involves controlling rectified voltage generator by a controller (4) to control the excitation current (IERR) to a field winding (5) of the generator. The controller is adapted to receive a phase signal assigned with first phase (U), for determining a forward voltage (Ud,10,max,Ud,11,max) of semiconductor switch (10,11). The controller is also adapted to receive phase signal for reducing or limiting the energizing current if necessary as a function of determined forward voltage. An independent claim is included for controller having function for protecting rectifier of multi-phase alternating current generator for motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft den Schutz eines Gleichrichters eines Mehrphasenwechselstrom-Generators in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to the protection of a rectifier of a polyphase alternator in a motor vehicle.

Kraftfahrzeuge umfassen zur Versorgung elektrischer Verbraucher mit elektrischer Energie typischerweise einen elektrischen Generator, welcher über den Antrieb des Fahrzeugs mit mechanischer Energie versorgt wird. Mit der überschüssigen elektrischen Leistung des Generators wird die Fahrzeugbatterie geladen.Motor vehicles typically include an electric generator to supply electric consumers with electrical energy, which is supplied with mechanical energy via the drive of the vehicle. With the excess electrical power of the generator, the vehicle battery is charged.

Als Generator wird im Allgemeinen ein Mehrphasenwechselstrom-Generator (Drehstrom-Generator) mit drei oder mehr Phasen verwendet. Hierbei ist der Mehrphasenwechselstorm-Generator typischerweise als elektrische Synchronmaschine realisiert, welcher einen durch den Antrieb rotierenden Läufer mit einer Erregerwicklung zur Erzeugung eines Erregermagnetfeldes und einen Ständer mit einer mehrphasigen Ständerwicklung umfasst. Da die elektrischen Verbraucher typischerweise als Gleichstromverbraucher ausgelegt sind und die Batterie zum Laden mit Gleichstrom gespeist wird, ist dem Mehrphasenwechselstrom-Generator ein Gleichrichter nachgeschaltet, der das mehrphasige Wechselsignal in eine Gleichspannung wandelt. Um die gleichgerichtete Generatorspannung auch bei variablem Laststrom und variabler Motordrehzahl konstant zu halten, wird ein Generatorregler verwendet, der den Erregerstrom der Erregerwicklung variiert, so dass eine Schwankung der Generatorspannung ausgeregelt wird.As a generator, a polyphase alternator (three-phase generator) having three or more phases is generally used. In this case, the multiphase alternating current generator is typically realized as an electric synchronous machine which comprises a rotor rotating through the drive with an excitation winding for generating a field magnetic field and a stator with a multiphase stator winding. Since the electrical consumers are typically designed as DC consumers and the battery is charged for charging with DC, the multiphase AC generator is followed by a rectifier, which converts the multiphase AC signal into a DC voltage. In order to keep the rectified generator voltage constant even with variable load current and variable motor speed, a generator controller is used, which varies the excitation current of the field winding, so that a fluctuation of the generator voltage is compensated.

In 1 ist ein Beispiel für einen konventionellen 14-V-Generator mit einem Gleichrichter 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Hier ist beispielhaft ein 3-phasiger Generator dargestellt, der Generator kann aber auch beispielsweise fünf oder sechs Phasen aufweisen. Der 14 V-Generator wandelt einen Teil der mechanischen Leistung des Verbrennungsmotors in elektrische Leistung um und gewährleistet so die elektrische Stromversorgung des die Batterie und die Verbraucher umfassenden Fahrzeug-Bordnetzes 7. Der Riementrieb 2 überträgt die mechanische Leistung des Motors 3, welche durch die Drehzahl und das Drehmoment bestimmt wird, von der Kurbelwelle auf den Generator. Der durch den Generator erzeugte Generatorstrom IB+ wird über den Anschluss B+ ins Bordnetz 7 abgegeben, um die Batterie zu laden und Verbraucher wie beispielsweise die Zündung, die Scheinwerfer oder das Gebläse mit Strom zu versorgen. In 1 ist der Generator als fremderregte Synchronmaschine 9 mit angebautem Regler 4 und Gleichrichter 1 ausgeführt. Der Rotor der Synchronmaschine 9 trägt eine Erregerwicklung 5 und wird beispielsweise über zwei Schleifringe mit dem Erregerstrom IERR versorgt. Das Magnetfeld der Erregerwicklung 5 wird beispielsweise über Polklauen aus magnetisch permeablem Stahl in den Ständer geleitet und induziert bei Rotation in den Ständer-Phasen eine Wechselspannung. Die Spannungsamplitude hängt von der Generatordrehzahl nGEN und dem Erregerstrom IERR ab. Die Generatordrehzahl nGEN des Generators ist proportional zur Drehzahl des Motors. Bei einer gegebenen Drehzahl des Motors steigt das Lastmoment an der Kurbelwelle mit Zunahme des abgegebenen Stromes IB+. Der Gleichrichter 1 wandelt die Wechselspannung der Ständer-Phasen in die für das Bordnetz 7 erforderliche Gleichspannung UGEN. Für den in 1 dargestellten Gleichrichter 1 wird eine Brückenschaltung mit einem an die Bordnetzspannung angeschlossenen High-Side-Halbleiterschalter und einem an die Masse angeschlossenen Low-Side-Halbleiterschalter pro Phase verwendet, so dass jeweils beide Halbschwingungen jeder Phase zur Gleichrichtung verwendet werden. Bei einem 3-Phasenwechselstrom-Generator wird ein derartiger Gleichrichter auch als Sechspulsgeleichrichter bezeichnet. Als Halbleiterschalter können – wie in 1 dargestellt – beispielsweise Dioden oder alternativ auch Transistoren, insbesondere MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor field effect transistor), verwendet werden.In 1 is an example of a conventional 14V generator with a rectifier 1 represented for a motor vehicle. Here, by way of example, a 3-phase generator is shown, but the generator can also have, for example, five or six phases. The 14 V generator converts a part of the mechanical power of the internal combustion engine into electrical power, thus ensuring the electrical power supply of the vehicle electrical system comprising the battery and the consumers 7 , The belt drive 2 transfers the mechanical power of the engine 3 , which is determined by the speed and the torque, from the crankshaft to the generator. The generated by the generator generator current I B + is via the terminal B + to the electrical system 7 to charge the battery and to power consumers such as the ignition, the headlights or the blower. In 1 is the generator as a separately excited synchronous machine nine with built-in regulator 4 and rectifier 1 executed. The rotor of the synchronous machine nine carries a field winding 5 and is supplied for example via two slip rings with the excitation current I ERR . The magnetic field of the exciter winding 5 For example, it is conducted via pole claws of magnetically permeable steel into the stator and induces an alternating voltage during rotation in the stator phases. The voltage amplitude depends on the generator speed n GEN and the excitation current I ERR . The generator speed n GEN of the generator is proportional to the speed of the motor. For a given speed of the engine, the load torque on the crankshaft increases as the output current I B + increases . The rectifier 1 converts the AC voltage of the stator phases into those for the electrical system 7 required DC voltage U GEN . For the in 1 illustrated rectifier 1 a bridge circuit is used with a connected to the vehicle electrical system voltage high-side semiconductor switch and a connected to the ground low-side semiconductor switches per phase, so that each half of each phase of each phase are used for rectification. In a 3-phase alternating current generator, such a rectifier is also referred to as a six-pulse level calibrator. As a semiconductor switch can - as in 1 represented - for example, diodes or, alternatively, transistors, in particular MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistor) can be used.

Der Generatorregler 4 passt den Erregerstrom IERR an, um auch bei sich änderndem Laststrom IB+ und sich ändernder Motordrehzahl die Spannung UGEN zwischen B+ und B– konstant zu halten. Der Erregerstrom IERR wird typischerweise durch Variation des Tastverhältnisses der Endstufe 6 variiert, die den Erregerstrom IERR der Erregerwicklung 5 liefert. Mit zunehmendem Tastverhältnis steigt der Erregerstrom IERR und abhängig von der Last auch die Spannung und der Strom am Generatorausgang.The generator controller 4 Adjusts the excitation current I ERR to keep the voltage U GEN between B + and B- constant even with changing load current I B + and changing motor speed. The excitation current I ERR is typically achieved by varying the duty cycle of the final stage 6 varies, the excitation current I ERR of the exciter winding 5 supplies. With increasing duty cycle increases the excitation current I ERR and depending on the load and the voltage and the current at the generator output.

Unter dem Tastverhältnis der Endstufe 6 wird die Dauer der Einschaltzeit, in der Endstufe 6 eingeschaltet ist und Strom liefert, im Verhältnis zu einer Gesamtbetrachtungszeit verstanden. Bei einem Tastverhältnis von 100% ist die Endstufe 6 gleichbleibend eingeschaltet, bei einem Tastverhältnis von 50% ist die Endstufe 6 die Hälfte der Zeit eingeschaltet (die andere Hälfte der Zeit fließt der Strom über die Freilaufdiode parallel zum Schalttransistor der Endstufe) und bei einem Tastverhältnis von 0% ist die Endstufe 6 gleichbleibend ausgeschaltet. Das Tastverhältnis der Endstufe 6 bestimmt so die Größe des (mittleren) Erregerstroms IERR.Below the duty cycle of the power amplifier 6 is the duration of the switch-on time, in the power amplifier 6 is switched on and supplies power, understood in relation to a total viewing time. At a duty cycle of 100% is the final stage 6 Consistently switched on, with a duty cycle of 50% is the final stage 6 half of the time is switched on (the other half of the time, the current flows through the free-wheeling diode in parallel with the switching transistor of the power amplifier) and at a duty cycle of 0% is the final stage 6 constantly switched off. The duty cycle of the power amplifier 6 thus determines the size of the (average) exciter current I ERR .

Bei dem Beispiel in 1 verfügt der Generatorregler 4 über eine Kommunikationsschnittstelle für einen Datenbus im Fahrzeug. An den Datenbus sind beispielsweise neben dem Generatorregler 4 ein oder mehrere weitere Kommunikationsteilnehmer 8 angeschlossen, beispielsweise das Motorsteuergerät. Beispielsweise erhält der Regler über die Kommunikationsschnittstelle eine Sollspannungsvorgabe vom Motorsteuergerät und meldet den eigenen Zustand an das Motorsteuergerät. Bei der Kommunikationsschnittstelle handelt es sich beispielsweise um eine Kommunikationsschnittstelle für den LIN-Bus (LIN – Local Interconnect Network). Zum Anschluss des Generatorreglers 4 an den Bus ist in 1 der Anschluss LIN vorgesehen.In the example in 1 has the generator controller 4 via a communication interface for a data bus in the vehicle. To the data bus are, for example, in addition to the generator controller 4 one or more other communication participants 8th connected, for example, the engine control unit. For example, the controller receives a set voltage specification via the communication interface from the engine control unit and reports its own status to the engine control unit. The communication interface is, for example, a communication interface for the LIN bus (LIN - Local Interconnect Network). For connection of the generator controller 4 to the bus is in 1 the connection LIN provided.

Der Regler ist heutzutage typischerweise in Form eines ASIC (applicationspecific integrated circuit) implementiert, d. h. als monolithisch-integrierte Halbleiterschaltung. Der in 1 dargestellte über den LIN-Bus kommunizierende Generatorregler-ASIC (LIN-Generatorregler-ASIC) verfügt über fünf Anschlüsse, mit denen er beispielsweise die erforderlichen Generatorgrößen erfassen kann und mit dem Motorsteuergerät kommunizieren kann. Die nach außen sichtbare Funktionalität und die Schnittstellen eines derartigen LIN-Generatorregler-ASIC mit fünf Anschlüssen sind in allgemeiner Form spezifiziert worden; derartige LIN-Generatorregler-ASICs sind von verschiedenen Chiphersteller erhältlich. Zwei Beispiele für einen derartigen LIN-Generatorregler-ASIC mit fünf Anschlüssen sind der TLE8880 der Firma Infineon und der CR665BC der Firma Bosch.The controller is typically implemented today in the form of an ASIC (applicationspecific integrated circuit), ie as a monolithic semiconductor integrated circuit. The in 1 Illustrated via the LIN bus communicating generator controller ASIC (LIN Generator Controller ASIC) has five connections, with which he can, for example, detect the required generator sizes and communicate with the engine control unit. The outwardly visible functionality and interfaces of such a five-terminal LIN generator regulator ASIC have been specified in general terms; Such LIN generator regulator ASICs are available from various chip manufacturers. Two examples of such a five-terminal LIN generator regulator ASIC are the TLE8880 from Infineon and the CR665BC from Bosch.

Die Anschlüsse in 1 sind wie folgt definiert:

  • – B– (Batterie Minus): Masseanschluss, beispielsweise an den Motorblock über das leitfähige Gehäuse des Generators;
  • – B+ (Batterie Plus): Anschluss zur Stromversorgung des Reglers und der Erregerwicklung sowie zur Spannungsmessung; die Verbindung zur Batterie erfolgt via den Kabelbaum im Fahrzeug;
  • – LIN: Anschluss der LIN-Bus-Schnittstelle zur Kommunikation beispielsweise mit dem Motorsteuergerät; über den Anschluss LIN wird die Sollspannungsvorgabe empfangen und der Generatorzustand gemeldet;
  • – EXC: Anschluss zum Einprägen des Erregerstromes in die Erregerwicklung;
  • – PH: Anschluss zum Entgegennehmen des Phasensignals, welches das Potential einer Phase beschreibt; das Phasensignal dient zum Erfassen der Generatordrehzahl durch Bestimmen der Frequenz des Phasensignals (Phasenfrequenz) und zum Aufwecken des Reglers aus dem Standby-Modus, wenn eine definierte Wechselspannungsamplitude am Phasen-Anschluss PH erkannt wird.
The connections in 1 are defined as follows:
  • - B- (battery negative): earth connection, for example to the engine block via the conductive housing of the generator;
  • - B + (battery plus): connection for power supply of the regulator and the excitation winding as well as for voltage measurement; the connection to the battery via the cable harness in the vehicle;
  • LIN: connection of the LIN bus interface for communication with, for example, the engine control unit; The nominal voltage specification is received via the LIN connection and the generator status is reported;
  • - EXC: connection for impressing the excitation current into the exciter winding;
  • - PH: terminal for receiving the phase signal, which describes the potential of a phase; the phase signal is for detecting the generator speed by determining the frequency of the phase signal (phase frequency) and for waking the controller from the standby mode when a defined AC amplitude is detected at the phase terminal PH.

Im LIN-Generatorregler-ASIC 4 werden die Spannung am Anschluss B+, die Spannung am Anschluss B–, die Frequenz des über den Anschluss PH entgegengenommenen Phasensignals und der Erregerstrom IERR erfasst und für die Regelung der Generatorspannung UGEN zwischen B+ und B– verwendet. Zusätzlich verfügt der LIN-Generatorregler-ASIC 4 über einen integrierten Temperatursensor, mit dem sich der Regler-ASIC 4 vor Überhitzung schützen kann. Zur Hochtemperaturabregelung reduziert dieser die interne Sollspannungsvorgabe bei hohen Temperaturen. Ein programmierbarer Speicherbereich im Regler-ASIC 4 erlaubt es, Generator oder Fahrzeug spezifische Regler-Parameter zu hinterlegen.In the LIN generator controller ASIC 4 The voltage at terminal B +, the voltage at terminal B-, the frequency of the terminal PH received phase signal and the excitation current I ERR are detected and used for the regulation of the generator voltage U GEN between B + and B-. In addition, the LIN generator controller ASIC has 4 via a built-in temperature sensor that connects to the controller ASIC 4 can protect against overheating. For high-temperature regulation, this reduces the internal setpoint voltage specification at high temperatures. A programmable memory area in the controller ASIC 4 allows generator or vehicle specific controller parameters to be stored.

Der in 1 dargestellte LIN-Regler-ASIC mit fünf Anschlüssen wurde auf die notwendigen Schnittstellen reduziert. Jede zusätzliche Schnittstelle würde aufgrund der aufwändigen Verbindungstechnik im Generator zu Mehrkosten führen. Außer dem Erregerstrom IERR werden keine weiteren Ströme erfasst. Die Halbleiterschalter (beispielsweise Dioden oder MOSFETs) des Gleichrichters 1 werden vom Generatorregler-ASIC 4 nicht direkt überwacht und geschützt.The in 1 The five-port LIN controller ASIC has been reduced to the necessary interfaces. Each additional interface would lead to additional costs due to the complex connection technology in the generator. Apart from the exciter current I ERR , no further currents are detected. The semiconductor switches (eg diodes or MOSFETs) of the rectifier 1 are from the generator regulator ASIC 4 not directly monitored and protected.

Die Halbleiterschalter müssen daher derart hinsichtlich ihres Stromtragfähigkeit und ihrer Betriebstemperatur ausgelegt werden, dass eine relativ große Sicherheitsreserve vorgehalten wird, um eine Überbelastung der Halbleiterschalter zu vermeiden. Gleiches gilt für die Verbindungsleitungen und die Anschlüsse an die Halbleiterschalter. Bei vorgegebener Generatorleistung entstehen aufgrund der großflächigen Auslegung hohe Kosten und ein erhöhter Bauraumbedarf für den Gleichrichter 1. Bei einer vorgegebenen Auslegung des Gleichrichters 1 bleibt die Ausgangsleistung aufgrund der Sicherheitsreserve hinter der theoretisch möglichen Ausgangsleistung zurück.The semiconductor switches must therefore be designed in terms of their current carrying capacity and their operating temperature so that a relatively large safety margin is kept in order to avoid overloading of the semiconductor switches. The same applies to the connecting lines and the connections to the semiconductor switches. For a given generator power high costs and an increased space requirement for the rectifier arise due to the large-area design 1 , For a given design of the rectifier 1 the output power remains behind the theoretically possible output power due to the safety margin.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile auszuräumen.It is an object of the invention to overcome these disadvantages.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines Gleichrichters eines Mehrphasenwechselstrom-Generators in einem Kraftfahrzeug. Beispielsweise weist der Generator drei Phasen, fünf Phasen oder sechs Phasen auf. Der Gleichrichter umfasst eine Mehrzahl von Halbleiterschaltern, wobei jeder Phase mindestens ein Halbleiterschalter zugeordnet ist. Vorzugsweise umfasst der Gleichrichter eine Brückenschaltung mit zwei Halbleiterschaltern pro Phase: einem High-Side-Halbleiterschalter und einem Low-Side-Halbleiterschalter. Es wäre aber auch denkbar, einen Gleichrichter mit genau einer Diode pro Phase vorzusehen (dieser wird bei einem 3-phasigen Drehstrom auch als Dreipulsgleichrichter bezeichnet).A first aspect of the invention relates to a method for protecting a rectifier of a polyphase alternator in a motor vehicle. For example, the generator has three phases, five phases or six phases. The rectifier comprises a plurality of semiconductor switches, wherein each phase is associated with at least one semiconductor switch. Preferably, the rectifier comprises a bridge circuit with two semiconductor switches per phase: a high-side semiconductor switch and a low-side semiconductor switch. However, it would also be conceivable to provide a rectifier with exactly one diode per phase (this is also called a three-pulse rectifier in the case of a 3-phase three-phase current).

Die gleichgerichtete Generatorspannung wird über einen Regler (vorzugsweise in Form eines Regler-ASIC) geregelt, der dazu den Erregerstrom einer Erregerwicklung des Generators beeinflusst. Zum Anpassen des Erregerstroms wird beispielsweise das Tastverhältnis der Endstufe zur Erzeugung des Erregerstroms verändert.The rectified generator voltage is via a controller (preferably in the form of a Regulator ASIC), which influences the excitation current of a field winding of the generator. To adjust the excitation current, for example, the duty cycle of the output stage for generating the excitation current is changed.

Der Regler ist eingerichtet, ein Phasensignal einer ersten Phase der mehreren Phasen des Mehrphasenwechselstrom-Generators entgegenzunehmen. Das Phasensignal beschreibt beispielsweise das Potential der ersten Phase. Wie vorstehend beschrieben, dient ein derartiges Phasensignal im Stand der Technik dazu, die Drehzahl des Generators über die Frequenz des Phasensignals zu ermitteln. Erfindungsgemäß wird das Phasensignal zur Überwachung und zum Schutz des Gleichrichters eingesetzt. Hierzu wird unter Verwendung des Phasensignals die Flussspannung mindestens eines Halbleiterschalters bestimmt, welcher der ersten Phase zugeordnet ist. Vorzugsweise wird die Flussspannung sowohl des High-Side-Halbleiterschalters der ersten Phase als auch die Flussspannung des Low-Side-Halbleiterschalters der ersten Phase bestimmt, sofern ein High-Side-Halbleiterschalter und ein Low-Side-Halbleiterschalter vorgesehen sind. Unter Flussspannung wird im Sinne der Anmeldung die Spannung über dem Halbleiterschalter im geschlossenen Zustand verstanden, beispielsweise die Flussspannung zwischen Anode und Kathode einer Diode oder die Spannung eines N-MOSFET zwischen Source und Drain.The controller is configured to receive a phase signal of a first phase of the multiple phases of the polyphase AC generator. For example, the phase signal describes the potential of the first phase. As described above, such a phase signal is used in the prior art to determine the rotational speed of the generator via the frequency of the phase signal. According to the invention, the phase signal is used to monitor and protect the rectifier. For this purpose, the forward voltage of at least one semiconductor switch is determined using the phase signal, which is associated with the first phase. Preferably, the forward voltage of both the high-side semiconductor switch of the first phase and the forward voltage of the low-side semiconductor switch of the first phase is determined, provided that a high-side semiconductor switch and a low-side semiconductor switch are provided. For the purposes of the application, forward voltage is understood to mean the voltage across the semiconductor switch in the closed state, for example the forward voltage between the anode and cathode of a diode or the voltage of an N-MOSFET between source and drain.

Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung bei Bedarf der Erregerstrom reduziert. Je nach Wert der Flussspannung kann die Flussspannung reduziert werden oder nicht reduziert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Erregerstrom in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung begrenzt wird, wobei nicht zwingend vorausgesetzt wird, dass aus der Begrenzung auch eine Reduktion des Erregerstroms resultiert (beispielsweise weil der Strom durch den Halbleiterschalter durch eine Verringerung der Generatorlast wieder gesunken ist). Durch die Begrenzung bzw. Reduktion der Erregerstroms wird typischerweise auch die Flussspannung begrenzt bzw. reduziert.According to the invention, the exciting current is reduced as required as a function of the determined forward voltage. Depending on the value of the forward voltage, the forward voltage can be reduced or not reduced. It can also be provided that the exciter current is limited as a function of the determined forward voltage, wherein it is not absolutely necessary that the limitation also results in a reduction of the exciter current (for example because the current through the semiconductor switch has fallen again due to a reduction in the generator load). , By limiting or reducing the exciter current, the forward voltage is typically also limited or reduced.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass das Phasensignal Rückschlüsse auf das Potential an einem Anschlusspunkt eines Halbleiterschalters erlaubt und daher auch zur Überwachung des Halbleiterschalters verwendet werden kann. Vorzugsweise entspricht das Phasensignal dem Potential der Phase und dem Potential des Anschlusspunktes des Halbleiterschalters. Zur Überwachung des Halbleiterschalters kann die Flussspannung des Halbleiterschalters über das bereits vorhandene Phasensignal gemessen werden. Da der andere Anschlusspunkt des Halbleiterschalters je nach Beschaltung des Halbleiterschalters entweder an der positiven Bordnetzspannung oder der Masse hängt, deren Potentiale ohnehin zur Verfügung stehen, kann die Flussspannung über dem Halbleiterschalter in Abhängigkeit des Phasensignals und des Massepotentials leicht bestimmt werden, ohne dass ein zusätzlicher Anschlusspin am Regler-Baustein nötig wäre. Die Flussspannung ermöglicht Rückschlüsse auf den Strom oder die Temperatur des Halbleiterschalters. In einer in Hinblick auf den Strom oder die Temperatur des Halbleiterschalter kritischen Situation kann somit anhand der Überwachung der Flussspannung der Erregerstrom reduziert werden, um den Halbleiterschalter und den Gleichrichter zu schützen. Da die Belastung der Halbleiterschalter im Wesentlichen gleich ist, müssen nicht sämtliche Halbleiterschalter des Gleichrichters überwacht werden. Es wäre aber auch denkbar, mehrere Phasensignale verschiedener Phasen auszuwerten.The invention is based on the idea that the phase signal allows conclusions about the potential at a connection point of a semiconductor switch and therefore can also be used to monitor the semiconductor switch. Preferably, the phase signal corresponds to the potential of the phase and the potential of the connection point of the semiconductor switch. For monitoring the semiconductor switch, the forward voltage of the semiconductor switch can be measured via the already existing phase signal. Since the other connection point of the semiconductor switch depending on the circuit of the semiconductor switch either to the positive vehicle electrical system voltage or ground hangs whose potentials are available anyway, the forward voltage across the semiconductor switch in dependence of the phase signal and the ground potential can be easily determined without an additional terminal pin would be necessary on the controller module. The forward voltage allows conclusions about the current or the temperature of the semiconductor switch. In a critical situation with regard to the current or the temperature of the semiconductor switch, the excitation current can thus be reduced on the basis of the monitoring of the forward voltage in order to protect the semiconductor switch and the rectifier. Since the load on the semiconductor switches is substantially equal, not all the semiconductor switches of the rectifier need to be monitored. It would also be conceivable to evaluate several phase signals of different phases.

Die Funktion erlaubt es, den Generator stärker auszulasten, so dass mehr Ausgangsleistung abgerufen werden kann, ohne dabei die Halbleiterschalter thermisch oder elektrisch zu überlasten. Alternativ können bei vorgegebener Ausgangsleistung die Anforderungen an die Halbleiterschalter und den Gleichrichter hinsichtlich der Stromtragfähigkeit und der Betriebstemperatur reduziert werden, so dass Kosten und Bauraum eingespart werden können.The function allows the generator to be used to a greater extent so that more output power can be called up without overloading the semiconductor switches thermally or electrically. Alternatively, with regard to the current carrying capacity and the operating temperature, the requirements for the semiconductor switches and the rectifier can be reduced for a given output power, so that costs and installation space can be saved.

Vorzugsweise wird die Flussspannung direkt im Regler-Baustein bestimmt; es wäre aber auch denkbar, das Phasensignal über den Regler und dessen Kommunikationsschnittstelle an das Motorsteuergerät weiterzuleiten und die Flussspannung im Motorsteuergerät zu bestimmen.Preferably, the forward voltage is determined directly in the controller module; but it would also be conceivable to forward the phase signal via the controller and its communication interface to the engine control unit and to determine the forward voltage in the engine control unit.

Die Überwachungs- und Schutzfunktion kann beispielsweise vollständig vom Generatorregler übernommen werden, so dass bis auf eine etwaige Modifikation des Generatorreglers keine weiteren Zusatzkosten entstehen. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass die Schnittstelle zwischen dem Regler-Baustein und der Synchronmaschine im Wesentlichen unverändert bleibt und den Regler-Baustein weiterhin mit nur fünf Anschlüsse auszustatten.The monitoring and protection function can for example be completely taken over by the generator controller, so that no further additional costs arise except for a possible modification of the generator controller. In particular, it can be provided that the interface between the controller module and the synchronous machine remains substantially unchanged and continue to equip the controller module with only five connections.

Zum Schutz des Halbleiterschalters kann ein Schwellwert, d. h. eine maximale Flussspannung, vorgeben werden. Die gemessene Flussspannung wird dann mit dem Schwellwert verglichen. Wenn die Flussspannung größer als der Schwellwert ist (oder alternativ größer gleich dem Schwellwert ist), wird der Erregerstrom reduziert oder begrenzt.To protect the semiconductor switch, a threshold, i. H. a maximum forward voltage, be specified. The measured forward voltage is then compared to the threshold value. If the forward voltage is greater than the threshold (or alternatively greater than or equal to the threshold), the excitation current is reduced or limited.

Der Schwellwert selbst oder ein Parameter zum Berechnen des Schwellwerts kann im Generatorregler gespeichert oder über einen LIN-Bus vom Motorsteuergerät an den Generatorregler übertragen werden.The threshold value itself or a parameter for calculating the threshold value can be stored in the generator controller or transmitted via a LIN bus from the engine control unit to the generator controller.

Der Schwellwert kann temperaturabhängig sein. The threshold value can be temperature-dependent.

Falls es sich bei der Flussspannung um die Flussspannung eines Halbleiterschalters in Form einer Diode handelt, weist der Schwellwert vorzugsweise einen negativen Temperaturgradienten auf. Falls es sich bei der Flussspannung um die Flussspannung eines Halbleiterschalters in Form eines MOSFETs handelt, weist der Schwellwert vorzugsweise einen positiven Temperaturgradienten auf.If the forward voltage is the forward voltage of a semiconductor switch in the form of a diode, the threshold value preferably has a negative temperature gradient. If the forward voltage is the forward voltage of a semiconductor switch in the form of a MOSFET, the threshold value preferably has a positive temperature gradient.

Beispielsweise wird über einen ersten Parameter der Schwellwert bei einer bestimmten Referenztemperatur angegeben. Der Temperaturgradient wird mittels eines zweiten Parameters beschrieben. Aus den beiden Parametern kann dann der Schwellwert in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt werden.For example, the threshold value at a specific reference temperature is indicated via a first parameter. The temperature gradient is described by means of a second parameter. From the two parameters, the threshold value can then be determined as a function of the temperature.

Die Temperatur kann beispielsweise mit dem integrierten Temperatursensor des Generatorreglers bestimmt werden. Diese so gemessene Temperatur kann direkt zur Bestimmung des temperaturabhängigen Schwellwerts verwendet werden; alternativ kann basierend auf dieser Temperatur eine Schätzung der Temperatur des Halbleiterschalters vorgenommen werden und diese geschätzte Temperatur dann zur Bestimmung des Temperaturgradienten verwendet werden.The temperature can be determined, for example, with the integrated temperature sensor of the generator controller. This temperature thus measured can be used directly to determine the temperature-dependent threshold; Alternatively, based on this temperature, an estimate of the temperature of the semiconductor switch may be made and this estimated temperature then used to determine the temperature gradient.

Es ist denkbar, dass die Entscheidung über die Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms nicht direkt auf einem Vergleich der gemessenen Flussspannung mit einem Schwellwert beruht, sondern basierend auf der Flussspannung eine weitere Größe bestimmt wird, wobei die weitere Größe dann zur Entscheidung über die Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms herangezogen wird.It is conceivable that the decision on the reduction or limitation of the excitation current is not based directly on a comparison of the measured forward voltage with a threshold, but based on the forward voltage is determined a further size, the further size then to decide on the reduction or Limiting the excitation current is used.

Beispielsweise kann das Verfahren vorsehen, dass der Generatorstrom oder ein dazu proportionaler Strom (beispielsweise der Strom einer oder mehrerer Phasen) bestimmt wird. Hierzu kann beispielsweise die in der Druckschrift DE 10 2006 049 140 A1 beschriebene Einrichtung zur Bestimmung eines Generatorstroms verwendet werden. Dieser bestimmte Strom erlaubt Rückschlüsse auf den Strom durch den Halbleiterschalter. In Abhängigkeit des so bestimmten Stroms (oder des Stroms durch den Halbleiterschalter, der sich wiederum aus dem Generatorstrom oder dem Phasenstrom bestimmt) und in Abhängigkeit der Flussspannung kann bei Kenntnis der Abhängigkeiten von Strom, Flussspannung und Temperatur zueinander die Temperatur des Halbleiters ermittelt werden. Strom, Flussspannung und Temperatur können beispielsweise in einem Kennfeld abgespeichert sein, wobei bei Kenntnis des Stroms und der Flussspannung die Temperatur des Halbleiterschalters bestimmt werden kann. In Abhängigkeit der so bestimmten Temperatur kann der Erregerstrom reduziert bzw. begrenzt werden. Dazu kann beispielsweise die Temperatur mit einem Schwellwert für die Temperatur verglichen werden und der Erregerstrom reduziert bzw. begrenzt werden, wenn die Temperatur größer oder alternativ größer gleich als der Schwellwert ist.For example, the method may provide that the generator current or a current proportional thereto (for example, the current of one or more phases) is determined. For this purpose, for example, in the publication DE 10 2006 049 140 A1 described device for determining a generator current can be used. This particular current allows conclusions about the current through the semiconductor switch. Depending on the current thus determined (or the current through the semiconductor switch, which in turn determined from the generator current or the phase current) and in dependence of the forward voltage can be determined with knowledge of the dependencies of current, forward voltage and temperature to each other, the temperature of the semiconductor. Current, forward voltage and temperature can be stored for example in a map, with knowledge of the current and the forward voltage, the temperature of the semiconductor switch can be determined. Depending on the temperature thus determined, the excitation current can be reduced or limited. For this purpose, for example, the temperature can be compared with a threshold value for the temperature and the excitation current can be reduced or limited if the temperature is greater or alternatively greater than or equal to the threshold value.

Vorzugsweise wird die Flussspannung im Regler bestimmt und über den Kommunikationsbus an das Motorsteuergerät übertragen. Das Motorsteuergerät bestimmt den Generatorstrom oder den Phasenstrom und bestimmt in Abhängigkeit des Stroms die Temperatur des Halbleiterschalters. Das Motorsteuergerät vergleicht die Temperatur mit dem Schwellwert und überträgt in Abhängigkeit des Vergleichs über den Kommunikationsbus ein Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstorms an den Regler.Preferably, the forward voltage is determined in the controller and transmitted via the communication bus to the engine control unit. The engine control unit determines the generator current or the phase current and determines the temperature of the semiconductor switch as a function of the current. The engine control unit compares the temperature with the threshold value and, depending on the comparison via the communication bus, transmits a signal for reducing or limiting the exciter current to the controller.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform, bei der ein Generatorstrom (oder ein Strom einer oder mehrerer Phasen) berechnet wird, eignet sich insbesondere bei der Verwendung von Dioden als Halbleiterschalter. Dioden als Halbleiterschalter haben nämlich typischerweise die Eigenschaft, dass die Flussspannung mit steigender Temperatur fällt (bei MOSFETs hingegen steigt typischerweise die Flussspannung mit steigender Temperatur), während die Flussspannung mit zunehmendem Diodenstrom steigt.The embodiment described above, in which a generator current (or a current of one or more phases) is calculated, is particularly suitable when using diodes as a semiconductor switch. Namely, diodes as semiconductor switches typically have the characteristic that the forward voltage drops with increasing temperature (with MOSFETs, on the other hand, typically the forward voltage increases with increasing temperature), while the forward voltage increases with increasing diode current.

Vorzugsweise wird der Erregerstrom reduziert oder begrenzt, indem das Tastverhältnis der Endstufe zur Erzeugung des Erregerstroms reduziert bzw.Preferably, the excitation current is reduced or limited by the duty cycle of the output stage for generating the excitation current reduced or

begrenzt wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Tastverhältnis bei Überschreiten des Schwellwerts (bezogen auf die Flussspannung oder bezogen auf eine Temperatur) auf ein maximales Tastverhältnis kleiner 100% begrenzt wird, wobei mit Zunahme des Überschreitens des Schwellwerts das maximale Tastverhältnis abnimmt, beispielsweise in Form einer linear fallenden Gerade. Beispielsweise kann bei einem MOSFET bei Überschreiten einer maximalen Flussspannung von 0,2 V, das Tastverhältnis ausgehend von 100% linear auf Werte kleiner 100% begrenzt werden (beispielsweise mit einer Begrenzung auf 0% bei einer Flussspannung von 0,3 V). Alternativ kann bei einer Diode vorgesehen sein, dass bei Überschreiten einer maximalen Temperatur von 200°C, das Tastverhältnis ausgehend von 100% linear auf Werte kleiner 100% begrenzt wird (beispielsweise mit einer Begrenzung auf 0% bei einer Temperatur von 230°C).is limited. It can be provided, for example, that the duty cycle is limited to a maximum duty cycle of less than 100% when the threshold value is exceeded (relative to the forward voltage or relative to a temperature), the maximum duty cycle decreasing as the threshold value is exceeded, for example in the form of a linearly falling straight line. For example, in the case of a MOSFET when a maximum forward voltage of 0.2 V is exceeded, the duty cycle can be linearly limited to values of less than 100% starting from 100% (for example, limited to 0% at a forward voltage of 0.3 V). Alternatively, it can be provided in the case of a diode that, when a maximum temperature of 200 ° C. is exceeded, the duty cycle is linearly limited to values of less than 100% starting from 100% (for example with a limitation to 0% at a temperature of 230 ° C.).

Der Gleichrichter umfasst vorzugsweise eine Brückenschaltung mit einem an die Bordnetzspannung angeschlossenen High-Side-Halbleiterschalter und einem an die Masse angeschlossenen Low-Side-Halbleiterschalter pro Phase.The rectifier preferably comprises a bridge circuit with a high-side semiconductor switch connected to the vehicle electrical system voltage and a grounded low-side semiconductor switch per phase.

Zur Bestimmung der Flussspannung des der ersten Phase zugeordneten High-Side-Halbleiterschalters kann die Bordnetzspannung von dem sich zeitlich ändernden Phasensignal subtrahiert werden. Dieses Differenzsignal wird dann vorzugsweise einer Maximumbestimmung unterzogen, beispielsweise wird das Maximum der Differenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt.In order to determine the forward voltage of the high-side semiconductor switch assigned to the first phase, the vehicle electrical system voltage can be subtracted from the time-varying phase signal. This difference signal is then preferably subjected to a maximum determination, for example, the maximum of the difference is determined within a certain time interval.

Zur Bestimmung der Flussspannung des der ersten Phase zugeordneten Low-Side-Halbleiterschalters kann das Phasensignal von dem Massepotential subtrahiert werden. Da das Massepotential typischerweise auf 0 V liegt, kann auch das Vorzeichen des Phasensignals umgekehrt werden. Das ergebende Signal wird dann vorzugsweise einer Maximumbestimmung unterzogen, beispielsweise wird das Maximum der Differenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmt. Es ist auch denkbar, die Flussspannung mittels eines negativen Spannungswerts anzugeben; in diesem Fall kann sogar auf die Inversion des Phasensignals verzichtet werden und das Phasensignal statt einer Maximumbestimmung einer Minimumbestimmung unterzogen werden.In order to determine the forward voltage of the low-side semiconductor switch assigned to the first phase, the phase signal can be subtracted from the ground potential. Since the ground potential is typically at 0 V, the sign of the phase signal can also be reversed. The resulting signal is then preferably subjected to a maximum determination, for example, the maximum of the difference is determined within a certain time interval. It is also conceivable to specify the forward voltage by means of a negative voltage value; In this case, even the inversion of the phase signal can be dispensed with and the phase signal subjected to a minimum determination instead of a maximum determination.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf einen Regler mit einer Funktion zum Schutz eines Gleichrichters gerichtet, insbesondere auf einen Regler-ASIC. Der Regler dient der Regelung der gleichgerichteten Generatorspannung durch Anpassung des Erregerstroms. Der Regler nimmt ein Phasensignal einer ersten Phase entgegen. Der Regler ist eingerichtet, in Abhängigkeit des Phasensignals eine Flussspannung mindestens eines Halbleiterschalters zu bestimmen, welcher der ersten Phase zugeordnet ist. Außerdem ist der Regler eingerichtet, den Erregerstrom in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung zu reduzieren oder zu begrenzen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Regler eingerichtet ist, die Flussspannung an ein Motorsteuergerät zu übertragen und daraufhin bei Bedarf ein entsprechendes Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms zu empfangen.A second aspect of the invention is directed to a regulator having a function for protecting a rectifier, in particular a regulator ASIC. The controller is used to control the rectified generator voltage by adjusting the excitation current. The controller accepts a phase signal of a first phase. The controller is set up to determine, as a function of the phase signal, a forward voltage of at least one semiconductor switch which is assigned to the first phase. In addition, the controller is set up to reduce or limit the excitation current as a function of the determined forward voltage. Alternatively, it can also be provided that the controller is set up to transmit the forward voltage to an engine control unit and then, if necessary, to receive a corresponding signal for reducing or limiting the exciter current.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Regler um einen LIN-Generatorregler-ASIC mit fünf Anschlüssen.Preferably, the controller is a five-terminal LIN generator regulator ASIC.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für den erfindungsgemäßen Regler nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Reglers entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The above statements on the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the regulator according to the invention according to the second aspect of the invention; advantageous embodiments of the controller according to the invention correspond to the described advantageous embodiments of the method according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment. In these show:

1 einen konventionellen 14-V-Generator mit konventionellem LIN-Generatorregler-ASIC; 1 a conventional 14V generator with conventional LIN generator regulator ASIC;

2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LIN-Generatorregler-ASIC mit einer Funktion zum Schutz des Gleichrichters; 2 an embodiment of a LIN generator controller ASIC according to the invention with a function for protecting the rectifier;

3 drei beispielhafte Verläufe für die Phasensignal-Spannung UPH; und 3 three exemplary waveforms for the phase signal voltage U PH ; and

4 zwei beispielhafte lineare Verläufe des Schwellwerts US für die Flussspannung über der Temperatur T. 4 two exemplary linear curves of the threshold value U S for the forward voltage over the temperature T.

Der in 1 dargestellte 14-V-Generator mit konventionellen LIN-Generatorreglers-ASIC 4 wurde bereits in der Beschreibungseinleitung diskutiert. 2 zeigt ein gegenüber dem in 1 dargestellten konventionellen LIN-Generatorregler-ASIC 4 erweiterten LIN-Generatorregler-ASIC 4', welcher eine Funktion zum Schutz des Gleichrichters 1 aufweist. Der in 2 dargestellte LIN-Generatorregler-ASIC 4' weist sämtliche Merkmale des in 1 dargestellten LIN-Generatorregler-ASIC auf, so dass die Beschreibung des in 1 dargestellten LIN-Generatorreglers in gleicher Weise auch für den in 2 dargestellten LIN-Generatorregler-ASIC gilt. Bei dem Beispiel in 2 sind im Gleichrichter 1 die Halbleiterschalter als MOSFETs (hier N-MOSFETs) realisiert. Die Drain-Anschlüsse D der High-Side-MOSFETs sind an den Knoten B+ der positiven Bordnetzspannung angeschlossen und die Source-Anschlüsse S der Low-Side-MOSFETs sind an den Masseknoten B– angeschlossen. Der Gleichrichter 1 kann aber in 2 genauso wie in 1 mittels Dioden realisiert werden. Dies ist in 2 durch die neben den MOSFETs dargestellten Dioden angedeutet, wobei bei Realisierung des Gleichrichters 1 wie in 1 die Kathoden K der High-Side-Dioden an den Knoten B+ der positiven Bordnetzspannung angeschlossen sind und die Anoden A der Low-Side-Dioden an den Masseknoten B– angeschlossen sind. Statt eines in 1 dargestellten Generators mit einer 3-phasigen elektrischen Maschine 9 kann auch ein Generator mit beispielsweise einer 5-phasigen, 6-phasigen oder 7-phasigen elektrischen Maschine 9 verwendet werden. Außerdem ist ein gemischter Aufbau des Gleichrichters 1 sowohl mittels Dioden und MOSFETs denkbar, bei dem beispielsweise die Low-Side-Halbleiterschalter MOSFETs und die High-Side-Halbleiterschalter Dioden entsprechen.The in 1 illustrated 14V generator with conventional LIN generator controller ASIC 4 was already discussed in the introduction. 2 shows one opposite the in 1 illustrated conventional LIN generator regulator ASIC 4 extended LIN generator controller ASIC 4 ' , which has a function to protect the rectifier 1 having. The in 2 illustrated LIN generator controller ASIC 4 ' has all the features of in 1 represented LIN generator regulator ASIC, so that the description of in 1 shown LIN generator regulator in the same way for the in 2 applies to the LIN generator controller ASIC. In the example in 2 are in the rectifier 1 the semiconductor switches as MOSFETs (here N-MOSFETs) realized. The drain terminals D of the high-side MOSFETs are connected to the node B + of the positive vehicle electrical system voltage and the source terminals S of the low-side MOSFETs are connected to the ground node B-. The rectifier 1 but can in 2 like in 1 be realized by means of diodes. This is in 2 indicated by the diodes shown next to the MOSFETs, wherein in realization of the rectifier 1 as in 1 the cathodes K of the high-side diodes are connected to the node B + of the positive vehicle electrical system voltage and the anodes A of the low-side diodes are connected to the ground node B-. Instead of one in 1 shown generator with a 3-phase electric machine nine can also be a generator with, for example, a 5-phase, 6-phase or 7-phase electric machine nine be used. In addition, a mixed structure of the rectifier 1 both by means of diodes and MOSFETs conceivable in which, for example, the low-side semiconductor switch MOSFETs and the high-side semiconductor switch diodes correspond.

Zum Schutz des Gleichrichters 1 wird in dem Beispiel in 2 die Flussspannung von jeweils einem an B+ angeschlossenen High-Side-Halbleiterschalter 10 und einem an B– angeschlossenen Low-Side-Halbleiterschalter 11 des Gleichrichters 1 über den bereits vorhandenen Phasenanschluss PH gemessen, der mit einer Phase der Synchronmaschine 9 verbunden ist. Bei dem in 2 dargestellten Beispiel ist der Phasenanschluss PH beispielsweise mit der Phase U verbunden; der Phasenanschluss PH kann stattdessen mit jeder anderen Phase verbunden sein. Der Phasenschluss liefert ein Phasensignal UPH, welches dem Potential der Phase U entspricht. Es ist denkbar, dass optional ein Widerstand zwischen der Phase U und dem Phaseneingang PH liegt. Zur Messung der Flussspannung des High-Side-Halbleiterschalters 10 wird in einem Block 12 die Differenzspannung Ud,10 zwischen dem sich zeitlich ändernden Phasensignal UPH und der Bordnetzspannung UB+ gemäß Ud,10 = UPH – UB+ bestimmt. Dabei ist die Bordnetzspannung UB+ typischerweise nicht ganz konstant, sondern ändert sich zeitlich mit einer gewissen Welligkeit. Das Phasensignal UPH entspricht der Spannung an dem Source-Anschluss S bzw. an der Anode A des High-Halbleiterschalters 10, die Bordnetzspannung UB+ entspricht der Spannung am dem Drain-Anschluss D bzw. an der Kathode K des High-Halbleiterschalters 10, so dass die Größe Ud,10 der Spannung über dem Halbleiterschalter 10 in Richtung S zu D bzw. A zu K entspricht.To protect the rectifier 1 is in the example in 2 the forward voltage of one high-side connected to B + Semiconductor switches 10 and a low-side semiconductor switch connected to B- 11 of the rectifier 1 measured over the already existing phase connection PH, with a phase of the synchronous machine nine connected is. At the in 2 For example, the phase terminal PH is connected to the phase U, for example; the phase terminal PH may instead be connected to any other phase. The phase closure supplies a phase signal U PH , which corresponds to the potential of the phase U. It is conceivable that there is optionally a resistance between the phase U and the phase input PH. For measuring the forward voltage of the high-side semiconductor switch 10 will be in a block 12 the differential voltage U d, 10 determined between the time-varying phase signal U PH and the vehicle electrical system voltage U B + according to U d, 10 = U PH - U B + . In this case, the vehicle electrical system voltage U B + is typically not quite constant, but changes in time with a certain ripple. The phase signal U PH corresponds to the voltage at the source terminal S or at the anode A of the high-semiconductor switch 10 , the vehicle electrical system voltage U B + corresponds to the voltage at the drain terminal D or at the cathode K of the high-semiconductor switch 10 , so that the size U d, 10 of the voltage across the semiconductor switch 10 in direction S to D and A to K, respectively.

Zur Messung der Flussspannung des Low-Side-Halbleiterschalters 11 wird in einem Block 13 die Spannungsdifferenz Ud,11 zwischen dem Masseknoten Bund dem Phasenanschluss PH bestimmt (Ud,11 = UB– – Uph). Falls der Masseknoten B– im Regler 4 als Referenz-Spannung gilt und damit eine Spannung von 0 V aufweist, kann einfach das Vorzeichen des Phasensignals UPH umgekehrt werden (Ud,11 = 0 – Uph = –Uph). Außerdem kann selbst auf diese Vorzeichenumkehr verzichtet werden, wenn die Flussspannung in Form eines negativen Spannungswerts angeben wird. Die Phasensignal UPH entspricht der Spannung am dem Drain-Anschluss D bzw. an der Kathode K des Low-Side-Halbleiterschalters 11, das Massepotential UB– an dem Knoten B– entspricht der Spannung am dem Source-Anschluss S bzw. an der Anode A des Low-Halbleiterschalters 11, so dass die Größe Ud,11 der Spannung über dem Halbleiterschalter 11 in Richtung S zu D bzw. A zu K entspricht.For measuring the forward voltage of the low-side semiconductor switch 11 will be in a block 13 the voltage difference U d, 11 between the ground node collar determines the phase terminal PH (U d, 11 = U B - - U ph ). If the ground node B- in the controller 4 is a reference voltage and thus has a voltage of 0 V, the sign of the phase signal U PH can be reversed (U d, 11 = 0 - U ph = -U ph ). In addition, even this sign reversal can be dispensed with if the forward voltage is given in the form of a negative voltage value. The phase signal U PH corresponds to the voltage at the drain terminal D or at the cathode K of the low-side semiconductor switch 11 , the ground potential U B- at the node B- corresponds to the voltage at the source terminal S and at the anode A of the low-semiconductor switch 11 , so that the size U d, 11 of the voltage across the semiconductor switch 11 in direction S to D and A to K, respectively.

In 3 sind drei beispielhafte Verläufe für die Phasensignal-Spannung UPH dargestellt. Die Periodendauer T der Phasensignalspannung ist umgekehrt proportional zur Generatordrehzahl nGEN. Im Fall des Verlaufs 20 ist das Phasensignal UPH stets kleiner als die Bordnetzspannung UB+ und größer als das Massepotential UB–. In diesem Fall fließt durch die Halbleiterschalter 10 und 11 kein Strom. Die Spannung über dem Halbleiterschalter 10 von A zu K im Fall einer Diode bzw. von S zu D im Fall eines MOSFET, welche der gemessenen Spannung Ud,10 entspricht, ist nämlich kleiner Null, und die Spannung über dem Halbleiterschalter 11 von A zu K im Fall einer Diode bzw. von S zu D im Fall eines MOSFET, welche der gemessenen Spannung Ud,11 entspricht, ist nämlich kleiner Null. Aufgrund der Symmetrie des Gleichrichters 1 und der Synchronmaschine 9 verhalten sich die Halbleiterschalter der anderen Phasen in gleicher Weise.In 3 three exemplary curves for the phase signal voltage U PH are shown. The period T of the phase signal voltage is inversely proportional to the generator speed n GEN . In the case of the course 20 is the phase signal U PH always smaller than the vehicle electrical system voltage U B + and greater than the ground potential U B- . In this case flows through the semiconductor switches 10 and 11 no electricity. The voltage across the semiconductor switch 10 Namely, from A to K in the case of a diode and from S to D in the case of a MOSFET which corresponds to the measured voltage U d, 10 is less than zero, and the voltage across the semiconductor switch 11 Namely, from A to K in the case of a diode and from S to D in the case of a MOSFET which corresponds to the measured voltage U d, 11 is less than zero. Due to the symmetry of the rectifier 1 and the synchronous machine nine The semiconductor switches of the other phases behave in the same way.

Im Fall des Verlaufs 21 ist das Phasensignal UPH zeitweise größer als die Bordspannung UB+ und zeitweise kleiner als das Massepotential UB–. In diesem Fall fließt durch die Halbleiterschalter 10 und 11 ein kleiner Strom, da die Spannung (= Ud,10) über dem Halbleiterschalter 10 von A zu K im Fall einer Diode bzw. von S zu D im Fall eines MOSFET zeitweise größer Null ist (dann fließt Strom durch den Schalter 10) und die Spannung (= Ud,11) über dem Halbleiterschalter 11 von A zu K im Fall einer Diode bzw. von S zu D im Fall eines MOSFETs zeitweise größer Null ist (dann fließt Strom durch den Schalter 11).In the case of the course 21 is the phase signal U PH temporarily larger than the board voltage U B + and temporarily smaller than the ground potential U B- . In this case flows through the semiconductor switches 10 and 11 a small current, because the voltage (= U d, 10 ) above the semiconductor switch 10 from A to K in the case of a diode or from S to D in the case of a MOSFET is temporarily greater than zero (then current flows through the switch 10 ) and the voltage (= U d, 11 ) across the semiconductor switch 11 from A to K in the case of a diode or from S to D in the case of a MOSFET is temporarily greater than zero (then current flows through the switch 11 ).

Im Fall des Verlaufs 22 ist die Amplitude des Phasensignals UPH noch größer, so dass die Spannung über den Halbleiterschalter 10 und 11 zunimmt und der Strom größer als im Fall des Verlaufs 21 ist (hierbei wird angenommen, dass eine konstante Temperatur an der Sperrschicht des Halbleiterschalters vorliegt).In the case of the course 22 the amplitude of the phase signal U PH is even greater, so that the voltage across the semiconductor switch 10 and 11 increases and the current is greater than in the case of the course 21 is (here it is assumed that a constant temperature is present at the junction of the semiconductor switch).

Bei Verwendung eines Pull-Down-Widerstand gegen B– im Regler 4 kann ein Zustand auftreten, dass ein Low-Side-Halbleiterschalter schon leicht leitet, während der High-Side-Halbleiterschalter der gleichen Phase noch lange nicht leitet; es fließt dann ein kleiner Strom über den Low-Side-Halbleiterschalter, der sich jedoch über den Pull-Down-Widerstand und nicht über das Bordnetz schließt, so dass der Generator noch keine Leistung liefert.When using a pull-down resistor against B- in the regulator 4 For example, a state that a low-side semiconductor switch is already easily conducting while the high-side semiconductor switch does not conduct the same phase for a long time may occur; then a small current flows through the low-side semiconductor switch, which, however, closes via the pull-down resistor and not via the vehicle electrical system, so that the generator still provides no power.

In den Blöcken 14 und 15 in 2 wird jeweils das Maximum Ud,10,max der gemessenen Spannung Ud,10 = UPH – UB+ und das Maximum Ud,11,max der gemessenen Spannung Ud,11 = 0 – Uph = –Uph bestimmt. Das Maximum wird beispielsweise innerhalb eines bestimmten gleitenden Zeitfensters bestimmt. Diese Maximalwerte Ud,10,max und Ud,11,max sind auch in 2 für den Fall des Verlaufs 21 eingezeichnet. Wenn die Flussspannung für den Halbleiterschalter 11 in Form eines negativen Spannungswerts angeben wird, wird statt des Maximums das Minimum der Spannung +Uph bestimmt.In the blocks 14 and 15 in 2 in each case the maximum U d, 10, max of the measured voltage U d, 10 = U PH - U B + and the maximum U d, 11, max of the measured voltage U d, 11 = 0 - U ph = -U ph are determined. The maximum is determined, for example, within a certain sliding time window. These maximum values U d, 10, max and U d, 11, max are also in 2 in the case of the course 21 located. When the forward voltage for the semiconductor switch 11 in the form of a negative voltage value, the minimum of the voltage + U ph is determined instead of the maximum.

Diese Maximalwerte Ud,10,max und Ud,11,max werden als Messwerte für die Flussspannung der Halbleiterschalter 10 bzw. 11 verwendet. Die Flussspannung Ud,10,max des Halbleiterschalters 10 und die Flussspannung Ud,11,max des Halbleiterschalters 11 werden in den Blöcken 16 und 17 jeweils mit einem Schwellwert US für die maximal zulässige Flussspannung verglichen. Wenn die gemessene Flussspannung Ud,10,max größer als der Schwellwert US ist, gibt der Block 16 eine logische 1 aus, andernfalls gibt der Block 16 eine logische 0 aus. Entsprechendes gilt für den Block 17. Die Ausgangssignale der Blöcke 16 und 17 werden einer logischen Oder-Verknüpfung unterzogen (s. Block 18), alternativ kann auch eine logische Und-Verknüpfung verwendet werden. Wenn sich am Ausgang der Oder-Verknüpfung 18 eine logische 1 ergibt, ist die Flussspannung zumindest eines der beiden Halbleiterschalter 10 und 11 größer als der Schwellwert. Wenn der Schwellwert US überschritten wurde (d. h. am Ausgang der Verknüpfung liegt eine logische 1 an), reduziert oder begrenzt der Regler 4 automatisch den Erregerstrom IERR und damit die Ausgangsleistung des Generators, indem er das Tastverhältnis der Endstufe reduziert oder begrenzt.These maximum values U d, 10, max and U d, 11, max are used as measured values for the forward voltage of the semiconductor switches 10 respectively. 11 used. The forward voltage U d, 10, max of the semiconductor switch 10 and the forward voltage U d, 11, max of the semiconductor switch 11 be in the blocks 16 and 17 each compared with a threshold value U S for the maximum permissible forward voltage. When the measured Forward voltage U d, 10, max is greater than the threshold U S , is the block 16 a logical 1, otherwise the block gives 16 a logical 0 off. The same applies to the block 17 , The output signals of the blocks 16 and 17 are subjected to a logical OR operation (see block 18 Alternatively, a logical AND operation can be used. If at the output the OR link 18 gives a logical 1, the forward voltage is at least one of the two semiconductor switches 10 and 11 greater than the threshold. If the threshold value U S has been exceeded (ie a logical 1 is present at the output of the link), the controller reduces or limits 4 automatically the excitation current I ERR and thus the output power of the generator by reducing or limiting the duty cycle of the power amplifier.

Es wäre alternativ auch denkbar, den Mittelwert oder den Maximalwert der gemessenen Flussspannungen Ud,10,max und Ud,11,max zu bestimmen und diesen Wert mit dem Schwellwert US zu vergleichen und in Abhängigkeit dieses Vergleichs das Tastverhältnis zu reduzieren oder zu begrenzen.Alternatively, it would also be conceivable to determine the mean value or the maximum value of the measured forward voltages U d, 10, max and U d, 11, max and to compare this value with the threshold value U S and to reduce or reduce the duty cycle as a function of this comparison limit.

Die in 1 dargestellte Bestimmung der Flussspannungen Ud,10,max und Ud,11,max kann auf analoge oder digitale Weise erfolgen.In the 1 illustrated determination of the forward voltages U d, 10, max and U d, 11, max can be done in an analog or digital manner.

Es kann entgegen 2 auch nur die Flussspannung eines Halbleiterschalters einer Phase bestimmt und ausgewertet werden, beispielsweise des High-Side-Halbleiterschalter 10, wobei in diesem Fall beispielsweise die Blöcke 13, 15, 17 und 18 in 2 gestrichen werden. Wenn sich am Ausgang des Blocks 16 eine logische 1 ergibt, ist die Flussspannung des Halbleiterschalters 11 größer als der Schwellwert. Wenn der Schwellwert US überschritten wurde, reduziert oder begrenzt der Regler 4 automatisch den Erregerstrom IERR und damit die Ausgangsleistung des Generators, indem er das Tastverhältnis der Endstufe reduziert oder begrenzt. Die Überwachung der Flussspannung nur des High-Side-Halbleiterschalters 10 kann beispielsweise bei der Verwendung eines Pull-Down-Widerstands, welcher im Regler 4 zwischen dem Anschluss PH und dem Anschluss B– hängt, verwendet werden.It can oppose 2 also only the forward voltage of a semiconductor switch of a phase can be determined and evaluated, for example, the high-side semiconductor switch 10 In this case, for example, the blocks 13 . 15 . 17 and 18 in 2 be deleted. If at the exit of the block 16 gives a logical 1, is the forward voltage of the semiconductor switch 11 greater than the threshold. If the threshold U S has been exceeded, the controller reduces or limits 4 automatically the excitation current I ERR and thus the output power of the generator by reducing or limiting the duty cycle of the power amplifier. The monitoring of the forward voltage only of the high-side semiconductor switch 10 For example, when using a pull-down resistor, which is in the regulator 4 between the PH port and the B port.

Der Schwellwert US für die Flussspannung kann beispielsweise temperaturabhängig bestimmt werden. In 4 sind zwei beispielhafte lineare Verläufe des Schwellwerts US für die Flussspannung über der Temperatur T dargestellt, beispielsweise über der seitens des Regler-ASIC 4 gemessenen Temperatur. Der Verlauf 30 wird beispielsweise bei einem Gleichrichter 1 verwendet, welcher MOSFETs zum Gleichrichten nutzt, und weist einen positiven Temperaturgradienten ΔUS/ΔT auf. Der Verlauf 31 wird beispielsweise bei einem Gleichrichter 1 verwendet, welcher Dioden zum Gleichrichten nutzt, und weist einen negativen Temperaturgradienten ΔUS/ΔT auf.The threshold value U S for the forward voltage can be determined, for example, as a function of the temperature. In 4 are two exemplary linear curves of the threshold value U S for the forward voltage over the temperature T shown, for example, on the part of the controller ASIC 4 measured temperature. The history 30 is for example a rectifier 1 used, which uses MOSFETs for rectifying, and has a positive temperature gradient .DELTA.U S / .DELTA.T. The history 31 is for example a rectifier 1 which uses diodes for rectifying, and has a negative temperature gradient ΔU S / ΔT.

Der Schwellwert US,REF bei einer Referenztemperatur TREF (beispielsweise bei einer Temperatur von 160°C, bei der der Regler den Strom IERR abgeregelt) und der Temperaturgradient ΔUS/ΔT können als zwei Parameter im Generatorregler 4 gespeichert sein, so dass der Regler-ASIC 4 in Abhängigkeit der aktuellen Temperatur T den Schwellwert US bestimmen kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Parameter US,REF und ΔUS/ΔT über den LIN-Bus seitens des Motorsteuergeräts an den Regler-ASIC übertragen werden und der Regler-ASIC den Schwellwert US bestimmt.The threshold value U S, REF at a reference temperature T REF (for example at a temperature of 160 ° C, at which the controller aborts the current I ERR ) and the temperature gradient ΔU S / ΔT can be used as two parameters in the generator controller 4 be stored so that the regulator ASIC 4 depending on the current temperature T can determine the threshold value U S. It can be provided that the parameters U S, REF and ΔU S / ΔT are transmitted via the LIN bus by the engine control unit to the controller ASIC and the controller ASIC determines the threshold value U S.

Bei einem zu 2 alternativen Ausführungsbeispiel werden die im Regler-ASIC 4 gemessenen Flussspannungen Ud,10,max und Ud,11,max oder der Mittelwert oder Maximalwert dieser Flussspannungen über den LIN-Bus an das Motorsteuergerät übertragen. Im Motorsteuergerät wird der Generatorstrom IB+ oder ein zum Generatorstrom proportionaler Strom (beispielsweise ein Phasenstrom IPH) bestimmt, wie dies beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2006 049 140 A1 beschrieben ist. In Abhängigkeit des so bestimmten Stroms (oder des Stroms ID durch den Halbleiterschalter, der sich wiederum aus dem Generatorstrom IB+ oder dem Phasenstrom IPH bestimmt) und in Abhängigkeit des oder der empfangenen Werte für die Flussspannung werden beispielsweise anhand eines Kennfelds ein oder mehrere Temperaturwerte für die Halbleiterschalter 10, 11 bestimmt. Die eine oder die mehreren Temperaturwerte werden mit einem Schwellwert für die Temperatur verglichen und der Erregerstrom wird reduziert bzw. begrenzt, wenn der Temperaturwert größer oder alternativ größer gleich als der Schwellwert ist. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform, bei der ein Generatorstrom (oder ein Strom einer oder mehrerer Phasen) berechnet wird, eignet sich insbesondere bei der Verwendung von Dioden als Halbleiterschalter.At one too 2 alternative embodiments are those in the controller ASIC 4 measured flux voltages U d, 10, max and U d, 11, max or the average or maximum value of these forward voltages transmitted via the LIN bus to the engine control unit. In the engine control unit, the generator current I B + or a current proportional to the generator current (for example, a phase current I PH ) is determined, as for example in the document DE 10 2006 049 140 A1 is described. Depending on the current thus determined (or the current I D through the semiconductor switch, which in turn is determined from the generator current I B + or the phase current I PH ) and depending on the received or received values for the forward voltage one or more, for example, based on a map Temperature values for the semiconductor switches 10 . 11 certainly. The one or more temperature values are compared to a threshold value for the temperature and the excitation current is reduced or limited if the temperature value is greater than or alternatively greater than the threshold value. The embodiment described above, in which a generator current (or a current of one or more phases) is calculated, is particularly suitable when using diodes as a semiconductor switch.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102006049140 [0030] DE 102006049140 [0030]
  • DE 102006049140 A1 [0060] DE 102006049140 A1 [0060]

Claims (15)

Verfahren zum Schutz eines Gleichrichters (1) eines Mehrphasenwechselstrom-Generators in einem Kraftfahrzeug, wobei der Gleichrichter (1) eine Mehrzahl von Halbleiterschaltern aufweist, jeder Phase mindestens ein Halbleiterschalter zugeordnet ist und die gleichgerichtete Generatorspannung über einen Regler (4) geregelt wird, der den Erregerstrom (IERR) einer Erregerwicklung (5) des Generators beeinflusst und ein Phasensignal (UPH) einer ersten Phase (U) der mehreren Phasen entgegennimmt, umfassend die Schritte: – Bestimmen einer Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) mindestens eines Halbleiterschalters (10, 11), welcher der ersten Phase (U) zugeordnet ist, unter Verwendung des Phasensignals (UPH); und – Reduzieren oder Begrenzen des Erregerstroms (IERR) in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max).Method for protecting a rectifier ( 1 ) of a multiphase AC generator in a motor vehicle, wherein the rectifier ( 1 ) has a plurality of semiconductor switches, each phase is associated with at least one semiconductor switch and the rectified generator voltage via a controller ( 4 ), which regulates the excitation current (I ERR ) of a field winding ( 5 ) of the generator and receives a phase signal (U PH ) of a first phase (U) of the plurality of phases, comprising the steps of: - determining a forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) of at least one semiconductor switch ( 10 . 11 ) associated with the first phase (U) using the phase signal (U PH ); and - reducing or limiting the excitation current (I ERR ) as a function of the determined forward voltage (U d, 10, max , U d, 11, max ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) mit einem Schwellwert (US) für die Flussspannung verglichen wird und der Erregerstrom (IERR) reduziert bzw. begrenzt wird, wenn die Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) größer oder alternativ größer gleich als der Schwellwert (US) ist.Method according to claim 1, wherein the forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) is compared with a forward voltage threshold value (U S ) and the excitation current (I ERR ) is reduced or limited when the Flow voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) is greater than or equal to greater than equal to the threshold value (U S ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schwellwert (US) temperaturabhängig ist.The method of claim 2, wherein the threshold value (U S ) is temperature-dependent. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die zusätzlichen Schritte: – Bestimmen des Stroms des Generators (IB+) oder eines zum Generatorstrom proportionalen Stroms (ID; IPH); und – Bestimmen der Temperatur des mindestens einen Halbleiterschalters (10, 11), welcher der ersten Phase (U) zugeordnet ist, in Abhängigkeit des Stroms und der Flussspannung, wobei die Temperatur mit einem Schwellwert für die Temperatur verglichen wird und der Erregerstrom reduziert bzw. begrenzt wird, wenn die Temperatur größer oder alternativ größer gleich als der Schwellwert ist.Method according to claim 1, comprising the additional steps of: - determining the current of the generator (I B + ) or a current proportional to the generator current (I D ; I PH ); and determining the temperature of the at least one semiconductor switch ( 10 . 11 ), which is associated with the first phase (U), depending on the current and the forward voltage, the temperature is compared with a threshold for the temperature and the excitation current is reduced or limited, if the temperature is greater than or equal to greater than Threshold is. Verfahren nach Anspruch 4, wobei – der Regler (4) die Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) bestimmt und an ein Motorsteuergerät überträgt, insbesondere über einen LIN-Bus, und – das Motorsteuergerät den Strom und die Temperatur bestimmt und den Vergleich der Temperatur mit dem Schwellwert durchführt und in Abhängigkeit des Vergleichs ein Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms an den Regler (4) überträgt, insbesondere über den LIN-Bus.Method according to claim 4, wherein - the controller ( 4 ) determines the forward voltage (U d, 10, max , U d, 11, max ) and transmits it to an engine control unit, in particular via a LIN bus, and - the engine control unit determines the current and the temperature and the comparison of the temperature with the threshold value performs and depending on the comparison, a signal for reducing or limiting the excitation current to the controller ( 4 ) transmits, in particular via the LIN bus. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–5, wobei – der Erregerstrom (IERR) begrenzt wird, indem das Tastverhältnis einer Stufe (6) zur Erzeugung des Erregerstroms (IERR) begrenzt wird, und – der Tastverhältnis bei Überschreiten des Schwellwerts (US) auf ein maximales Tastverhältnis kleiner 100% begrenzt wird, wobei mit Zunahme des Überschreitens des Schwellwerts das maximale Tastverhältnis abnimmt.Method according to one of claims 2-5, wherein - the excitation current (I ERR ) is limited by the duty cycle of a stage ( 6 ) is limited to the generation of the excitation current (I ERR ), and - the duty cycle is limited to a maximum duty cycle less than 100% when the threshold value (U S ) is exceeded, with increasing the exceeding of the threshold, the maximum duty cycle decreases. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei – der Regler (4) die Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) bestimmt und – der Regler (4) in Abhängigkeit der Flussspannung den Erregerstrom (IERR) reduziert bzw. begrenzt.Method according to one of claims 1-3, wherein - the controller ( 4 ) determines the forward voltage (U d, 10, max , U d, 11, max ) and - the controller ( 4 ) reduces or limits the exciting current (I ERR ) as a function of the forward voltage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterschalter (10, 11), welcher der ersten Phase (U) zugeordnet ist, einer Diode entspricht.Method according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor switch ( 10 . 11 ) associated with the first phase (U) corresponds to a diode. Verfahren nach einem Ansprüche 1–7, wobei der Halbleiterschalter (10, 11), welcher der ersten Phase (U) zugeordnet ist, einem MOSFET entspricht.Method according to one of claims 1-7, wherein the semiconductor switch ( 10 . 11 ) associated with the first phase (U) corresponds to a MOSFET. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gleichrichter (1) eine Brückenschaltung mit einem an die Bordnetzspannung angeschlossenen High-Side-Halbleiterschalter und einem an die Masse angeschlossenen Low-Side-Halbleiterschalter pro Phase umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the rectifier ( 1 ) comprises a bridge circuit with a high-side semiconductor switch connected to the vehicle power supply voltage and a low-side semiconductor switch connected to the ground per phase. Verfahren nach Anspruch 10, wobei – die Flussspannung (Ud,10,max) des der ersten Phase zugeordneten High-Side-Halbleiterschalters (10) durch Bestimmen der Differenz zwischen dem sich zeitlich ändernden Phasensignal (UPH) und der Bordnetzspannung (UB+) bestimmt wird; und/oder – die Flussspannung (Ud,11,max) des der ersten Phase zugeordneten Low-Side-Halbleiterschalters (11) durch Bestimmen der Differenz zwischen dem Massepotential (UB–) und dem sich zeitlich ändernden Phasensignal (UPH) oder durch Umkehren des Vorzeichens des Phasensignals (UPH) bestimmt wird.The method of claim 10, wherein - the forward voltage (U d, 10, max ) of the first phase associated high-side semiconductor switch ( 10 ) is determined by determining the difference between the time-varying phase signal (U PH ) and the vehicle electrical system voltage (U B + ); and / or the forward voltage (U d, 11, max ) of the low-side semiconductor switch assigned to the first phase ( 11 ) is determined by determining the difference between the ground potential (U B ) and the time-varying phase signal (U PH ) or by reversing the sign of the phase signal (U PH ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Bestimmen der Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) ein Maximalwert oder ein Minimalwert einer gemessenen Größe bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a maximum value or a minimum value of a measured variable is determined for determining the forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erregerstrom (IERR) reduziert oder begrenzt wird, indem das Tastverhältnis begrenzt oder reduziert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the excitation current (I ERR ) is reduced or limited by limiting the duty cycle or reduced. Regler (4) mit einer Funktion zum Schutz eines Gleichrichters (1) eines Mehrphasenwechselstrom-Generators für ein Kraftfahrzeug, wobei der Gleichrichter (1) eine Mehrzahl von Halbleiterschaltern aufweist und jeder Phase mindestens ein Halbleiterschalter zugeordnet ist, wobei der Regler (4) eingerichtet ist, – die gleichgerichtete Generatorspannung (UGEN) zu regeln, – den Erregerstroms (IERR) einer Erregerwicklung (5) des Generators zu beeinflussen, – ein Phasensignal (UPH) einer ersten Phase (U) der mehreren Phasen entgegen zu nehmen, – eine Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) mindestens eines Halbleiterschalters (10, 11) unter Verwendung des Phasensignals (UPH) zu bestimmen, welcher der ersten Phase (U) zugeordnet ist, und wobei der Regler (4) ferner eingerichtet ist, – den Erregerstrom (IERR) in Abhängigkeit der bestimmten Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) zu reduzieren oder zu begrenzen oder – die bestimmte Flussspannung (Ud,10,max, Ud,11,max) an ein Motorsteuergerät zu übertragen und ein Signal zur Reduzierung bzw. Begrenzung des Erregerstroms (IERR) von dem Motorsteuergerät zu empfangen.Controller ( 4 ) with a function to protect a rectifier ( 1 ) of a multiphase AC generator for a motor vehicle, wherein the rectifier ( 1 ) has a plurality of semiconductor switches and each phase is assigned at least one semiconductor switch, where the controller ( 4 ) is arranged to - regulate the rectified generator voltage (U GEN ), - the excitation current (I ERR ) of a field winding ( 5 ) of the generator, - to receive a phase signal (U PH ) of a first phase (U) of the several phases, - a forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) of at least one semiconductor switch ( 10 . 11 ) using the phase signal (U PH ), which is associated with the first phase (U), and wherein the controller ( 4 ) is further configured to - reduce or limit the excitation current (I ERR ) as a function of the determined forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) or - the determined forward voltage (U d, 10, max, U d, 11, max ) to an engine control unit and to receive a signal for reducing or limiting the excitation current (I ERR ) from the engine control unit. Regler (4) nach Anspruch 14, wobei der Regler als ASIC implementiert ist und genau fünf Anschlüsse aufweist, nämlich – einen Masseanschluss (B–), – einen Stromversorgungsanschluss (B+), – einen Anschluss (LIN) einer LIN-BUS-Schnittstelle, – einen Anschluss (EXC) zum Einprägen des Erregerstromes (IERR) in die Erregerwicklung (5) und – einen Anschluss (PH) zum Entgegennehmen des Phasensignals (UPH)Controller ( 4 ) according to claim 14, wherein the controller is implemented as an ASIC and has exactly five terminals, namely - a ground terminal (B -), - a power supply terminal (B +), - a terminal (LIN) of a LIN-BUS interface, - a terminal (EXC) for impressing the exciter current (I ERR ) into the excitation winding ( 5 ) and - a terminal (PH) for receiving the phase signal (U PH )
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