本发明涉及用于运行发电机的方法以及计算单元以及用于执行该方法的计算机程序。
背景技术：
(机动)车辆通常具有车载电网，车载电网由作为发电机运行的电机供以电压，例如由他励同步电机供以电压。为了调节车载电网电压，由此可以控制或调节发电机的励磁电流。发电机在此通常通过整流器(具有二极管或半导体开关作为整流器元件)连接到车载电网。
由于所描述类型的发电机在励磁场中常常具有高电感和由此在调节中的高时间常数，因此应使用保护策略，该保护策略在负载突降或负载关断(在下文中对于这两种情况使用术语负载突降)时阻止负面影响。负载突降指的是这样一种效应，即，在高激励的机器和相应的高输出电流的情况下，发电机处的或从属整流器处的负载突然减小且无法由车载电网中的电容式作用元件(例如通过电池)阻拦。
由于励磁场的电感，使得发电机输出电流比负载电流变化地更慢，因此与车载电网中能够减少的能量相比，发电机将更多的能量提供到车载电网中达约300至500毫秒的持续时间。过剩的能量可以在(无源)桥式整流器中进行转换，以使得与发电机或从属的整流器连接的电气组件免受过压损坏。
为此，传统的无源桥式整流器一般设有功率齐纳二极管作为整流器元件，整流器元件可以将过剩的能量转化为热量并且箝制出现的过压。相应的二极管提供了具有全面热连接的足够好的结构和连接技术。由于根据现在的现有技术，在诸如mos晶体管的半导体开关中将损失能量转换成热量不可能达到与所提及的二极管中相同的程度，因此为了解决有源桥式整流器中的负载突降，必须采取其他措施，以便阻拦过剩的发电机功率并且限制过压，以防止损坏。
在负载突降后，能够例如闭合整流器分支的所有半导体开关。以这种方式，使与相应的半导体开关相连接的发电机相(绕组股线)短路。因此，这种措施或这种状态在下文也被称为相短路。相应的相短路例如能够如此被接通，以使得整流器的输出电压不会离开被限定的电压带。换句话说，当超过上电压阈值时，通过同时操控对应分支的半导体开关来启动相短路，并且当低于下电压阈值时，通过终止同时操控并转换到正常整流中来再次取消相短路。
对于电机的正常运行来说，电机转速通常也是必要。例如可以使用关于转速的信息来确定发电机是静止的还是旋转的，并且例如依据于此来预设励磁电流的pwm频率。如果将半导体开关用作整流器元件，则转速与例如预设开关时间有关。一种确定转速的可行方案是评估发电机相处的电压。但是在为了避免过压的相短路的情况下，转速检测也可能受到损害。因此在de102012103271a1中提出了，在同时检测到的过压期间，状态“发电机旋转”被维持以至少预设的时间段，以便不会由于可能错误的转速评估而改变到状态“发电机静止”中。
技术实现要素：
根据本发明，提出了具有独立权利要求特征的用于运行发电机的方法和计算单元以及用于执行该方法的计算机程序。发电机和车载电网也是本发明的主题。有利的构造方案是从属权利要求的以及下面描述的主题。
本发明基于的措施是，在执行对所述发电机转速的检测具有不利影响的措施时，特别是在用于减小过压的措施时，特别是在相短路时，在措施开始前所检测到的(尤其是作为最后的)发电机转速被继续使用作为当前的发电机转速。由此，即使在这种情况下，也能够继续执行需要当前的发电机转速作为输入参量的控制功能和调节功能。由于来自发电机调节器的当前发电机转速通常也传送给上级控制器，并且该上级控制器必要时也根据当前的发电机转速来作出反应，所以由此也可以防止在这种措施期间这些上级控制器对错误识别的转速产生不希望的反应。
优选地，仅将转速继续使用作为当前转速如此长的时间，直到措施终止，和/或直到再次出现对于当前转速的有效值。备选地或附加地，也可以对于转速的继续使用预设和/或能够预设最小持续时间/或最大持续时间。由此本发明能够特别好地适配于相应的使用情况。
根据本发明的计算单元、例如机动车的控制器(尤其发电机调节器)尤其以编程方式被设置成执行根据本发明的方法。
以计算机程序的形式实施本方法也是有利的，因为这可产生特别低的成本，特别是当执行中的控制器还被用于其它的任务并且因此本来就存在时。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁的、光的和电的存储器，例如硬盘、闪存、eeprom、dvd等。也能够经由计算机网络(因特网、以太网等)对程序进行下载。
从说明书以及所附的附图中得出本发明的其它优点和构造方案。
借助于附图中的实施例来示意性地展示本发明并且在下文中参考附图来描述本发明。
附图说明
图1示意性地示出了根据本发明的优选实施方式的机动车车载电网。
图2示出了在用于减小过压的措施中能够出现的发电机电压和相电压的变化曲线。
具体实施方式
在图1中示意性地示出根据本发明的优选实施方式的机动车车载电网并且由100指代。根据本发明的优选实施方式，机动车车载电网100具有能够作为发电机或交流发电机运行的电机，该电机具有定子101和具有带有转子绕组或励磁绕组102的转子。整流器电路110被设置用于对由定子和转子产生的交变电压进行整流。经整流的交变电压作为输出电压(发电机电压)输出。
发电机具有第一直流电压接头b+和第二直流电压接头b-，用于与剩余的、具有负载和车辆电池130的车载电网连接。第二直流电压接头b-也可以接地或处于基准电位。
根据本发明的优选的实施方式的发电机调节器120用于控制或调节发电机的运行，并且可以具有多个组件，例如特别是所谓的场调节器以用于通过预设通过转子绕组102的励磁电流来调节发电机的输出电压，以及用于操控整流器电路110的操控电路。为了供应能量，发电机调节器120与整流器电路110连接。此外，发电机调节器具有用于检测相电压(当前是u相)的输入端。可以在此优选地相对于直流电压接头b-(接地)检测相电压，但原则上也相对于直流电压接头b+检测相电压。基于相电压可以以已知的方式确定发电机(即转子)的转速。
发电机101在图1的示例中被示出为三相交流发电机并且整流器电路110被示出为六脉冲桥式整流器。桥式整流器110具有三个半桥u、v和w，这三个半桥通过输入端u、v和w与定子101的相应输出端相连接，并且因此与相应的发电机相(绕组股线)相连接。半桥u、v和w分别具有有源开关元件s1至s6，有源开关元件分别被接入到各个半桥u、v和w的上分支h(高侧)和下分支l(低侧)。开关元件s1至s6被构造为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。
然而，以相同的方式，可以例如使用四相、五相、六相或七相等的发电机以及相应适配的桥式整流器。
现在参考图2描述根据本发明的方法的优选实施方式，其中，在图表200中示出发电机电压和相电压的变化曲线，正如它们在用于减小过压的措施中能够出现的那样。
如已知的那样，发电机调节器120评估在直流电压接头b+和b-之间的电压，在这里也称为发电机电压。基于评估，发电机调节器在正常运行中调节发电机的输出功率。在出现过压时，整流器控制部被设置为启动用于减小过压的措施，特别是引起相短路。整流器控制部可以通过发电机调节器或者也可以通过与发电机调节器分离的控制单元实现。
通过同时操控半导体开关s4、s5、s6，相u、v、w彼此相对于第二直流电压接头b-被短路，或者在第二直流电压接头接地的情况下相对于接地被短路。这在识别到在直流电压接头b+和b-之间施加有过高的电压(也就是说尤其是在上阈值以上的电压)的情况下总是被执行。当发电机电压低于下阈值时，通常取消同时操控以及由此相应的短路。以这种方式，发电机电压在上阈值和下阈值之间振荡，直到例如转子的励磁绕组120被充分去激励或者过压由发电机调节器校正。
图表200包括四个子图210、230、240和250，在该子图中，在横坐标上的电压分别相对于纵坐标上的公共时间轴绘出。图2中的图示涉及三相发电机，但是该解释以相同的方式适用于具有任何其他相数的发电机。
如所解释的那样，在例如由负载突降或负载关断而导致的过压中，发电机电压，即在整流器110的第一直流电压接头b+和第二直流电压接头b-之间施加的电压，必要时通过借助于半导体开关s4、s5、s6执行的有源整流器电路110的反复的相短路而被保持在上阈值和下阈值之间。这在子图210中进行了说明，其中利用211指代相应的发电机电压的变化曲线。利用vh指代上阈值，利用vl指代下阈值。
直到时刻t1之前都存在具有常规整流的正常运行。在时刻t1出现负载关断或负载突降，由此发电机电压211上升直到上电压阈值vh。在达到或超过上电压阈值vh时，在时刻t2识别到过压并且启动相短路以作为针对过压的措施。
由于相短路，发电机电压211下降，直到发电机电压在时刻t3达到或低于下电压阈值vl。在时刻t3，相短路再次被取消且半导体开关被常规操控。然而，在时刻t4，发电机电压再次达到上电压阈值vh，从而再次启动相短路以作为针对过压的措施。发电机电压再次下降，直到发电机电压在时刻t5达到或低于下电压阈值vl。在时刻t5，相短路再次被取消，并且半导体开关被常规操控。接下来，发电机电压不再达到上电压阈值，从而终止针对过压的措施。
利用子图230、240和250中的231、241和251指代相电压u、v、w的变化曲线。在时刻t2和t3之间以及t4和t5之间的短路阶段期间，由于相应的相被短路，所以相电压减小到零或相应的最小值。利用232、242和252指代相电压的在没有过压和相应的短路时得到的变化曲线。
在t2和t5之间的时间段内，由于相短路，通过评估相电压(图1中的u)不能够可靠地确定发电机转速n，这是因为如在子图230、240和250中看到的那样，相电压在大多情况下为零。因此，相短路是对所述发电机转速的检测具有不利影响的措施。因此，传统地在这个时间段中，特别是在发电机调节器120中或者在上级控制器中，没有当前发电机转速n可供与其相关的功能使用。
根据本发明的优选的实施方式，此时从时刻t2起，发电机转速的最后所测量的值n被作为当前值n*在发电机调节器120中被继续使用，并且尤其由该电机调节器也提供给上级控制器。优选地，发电机调节器被设置成对于能够执行该措施达预设的和/或经预设的最大持续时间。如果到那时还没有排除过压，可以认为存在更大故障或缺陷。然而，在图2中从时刻t5起，通过相电压对转速进行测量已经又变为可能的，从而从那时起可以使用测量值。
此外，发电机调节器优选地还被设置成将状态“发电机旋转”维持能够预设的和/或经预设的最大持续时间。这种二进制信息通常也是多个的功能所必需的，并且因此可以进一步提供给这些功能。