-
Hintergrund
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Erfassungs-
und Steuerungsschaltungen, die in Kraftfahrzeugsystemen für Drehstromgeneratoren
eingesetzt werden, bei denen ein Anregungsstrom in Abhängigkeit
von dem Zustand eines Verbrennungsmotors gesteuert werden muss.
-
In
Kraftfahrzeugsystemen wird ein Drehstromgenerator durch einen Verbrennungsmotor
getrieben, um elektrische Leistung bereitzustellen. Moderne Systeme
setzen integrierte Schaltungen zum Regeln von Ausgangsspannungen
eines Drehstromgenerators ein. Im Grunde hängt das Verhalten eines Reglers
von der Ausgangsspannung ab, berücksichtigt
jedoch auch den Zustand des Motors. Die Geschwindigkeit des Motors
ist ein wichtiger Indikator. Insbesondere während der Anfahrphase und auch bei
Niedriggeschwindigkeitsbedingungen sind Messungen einer Geschwindigkeit
des Motors von großem
Interesse. Diese Messungen können
entweder mit externen Sensoren oder durch ein Verwenden von Phasensignalen,
die oft direkt von dem Drehstromgenerator erhalten werden, ausgeführt werden. Externe
Sensoren sind genau, jedoch sehr teuer, so dass bevorzugte Lösungen in
einer chipinternen Weise unter Detektierung der Phasensignale implementiert
sind.
-
Herkömmliche
Systeme leiden oft unter der ungünstigen
Genauigkeit, die bei den chipinternen Lösungen erzielt wird. Andere
herkömmliche
Systeme erzielen eine höhere
Genauigkeit, jedoch auf Kosten hoher Reaktionszeiten, so dass herkömmliche
Steuerungssysteme zu langsam sind, um eine wirksame Steuerung des
Anregungsstroms eines Drehstromgenerators und der Ausgangsspannung des
Drehstromgenerators zu erzielen.
-
Zusammenfassung
-
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
weist die vorliegende Erfindung eine Erfassungsschaltung zum Bereitstellen
eines ersten und eines zweiten Validierungssignals basierend auf
einem Drehstromerzeuger-Ausgangssignal auf. Die Erfassungsschaltung
weist eine Schaltung zum Koppeln auf, die zum Empfangen des Ausgangssignals
des Drehstromgenerators und zum Bereitstellen eines Kopplungssignals,
das eine Information über
die Phase des Drehstromgenerator-Ausgangssignals aufweist, angepasst
ist, wobei die Schaltung zum Koppeln ein kapazitives Element zum
Koppeln des Drehstromgenerator-Ausgangssignals
und des Kopplungssignals aufweist, wobei die Schaltung zum Koppeln
ferner ein resistives Element zum Koppeln des Kopplungssignals und
eines Referenzsignals aufweist. Die Erfassungsschaltung weist ferner
eine Schaltung zum Detektieren auf, die zum Empfangen des Kopplungssignals
und zum Bereitstellen des ersten und des zweiten Validierungssignals
angepasst ist, wobei die Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten
Validierungssignal auf der Information über die Phase des Ausgangssignals
basiert, wobei die Frequenz des Drehstromgenerator-Ausgangssignals aus
dem ersten oder dem zweiten Validierungssignal herleitbar ist und
die Validitätsinformation
aus der Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Validierungssignal
herleitbar ist.
-
Kurze Beschreibung der Figuren
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
-
1a das
Prinzip einer Drehstromgenerator-Steuerungsschaltung;
-
1b ein
Ausführungsbeispiel
einer Erfassungsschaltung;
-
1c ein
Ausführungsbeispiel
einer Steuerungsschaltung;
-
2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Erfassungsschaltung;
-
3a drei Ausführungsbeispiele von resistiven
Elemen- bis 3c ten;
-
4a ein
Ausführungsbeispiel
einer Verarbeitungsschaltung;
-
4b Sichtdarstellungen
von Signalen bei einem Ausführungsbeispiel;
und
-
5 ein
Ausführungsbeispiel,
das mit einem Drehstromgenerator gekoppelt ist.
-
Detaillierte Beschreibung
-
1a zeigt
eine Basisschaltung, wie sie in einer herkömmlichen Kraftfahrzeugsteuerungsschaltung
verwendet wird. 1a zeigt eine Batterie 100, einen
Drehstromgenerator 105, eine Gleichrichtschaltung 110,
die mit mehreren Dioden 112 und einem Kondensator 114 realisiert
ist. 1a zeigt ferner Fahrzeuglasten 115 sowie
eine Verbindung 120 zu einem Anregungssignal, das durch
einen Regler 122 bereitgestellt werden kann. In 1a liefert
der Regler 122 das Anregungssignal basierend auf einer Drehstromgenerator-Ausgabe oder einem
-Phasensignal und einem Signal, das an der Batterie 100 erhalten
wird. Der Typ des Aufbaus des Drehstromgenerators 105 in 1a ist
ein extern angeregter Dreiphasengenerator mit Drei-Phasen-Vollweggleichrichtung 110.
Die Ausgabe wird durch die 12-Volt-Batterie 100 des Fahrzeugs
gepuffert. Normalerweise ist ein Stator mit drei Phasen in einer
Sternpunktkonfiguration, eine Dreieckskonfiguration ist jedoch auch möglich. Bei
beiden Konfigurationen gibt es keine Beziehung zwischen den Phasensignalen
und Masse, bis die Spannung zwischen zwei Phasen größer ist als
die Batteriespannung plus dem Spannungsabfall an den Dioden 112 der
Gleichrichtbrücke 110.
Für kleine
AC-Phase-Spannungen ist die Gleichrichtbrücke 110 ein hochohmiger
Knoten.
-
Der
ungünstigste
Fall für
eine Geschwindigkeitserfassung ist die Anfahrperiode des Motors. Während der
Anfahrperiode liegt keine Anregung vor, nur die Remanenz des Rotors
induziert kleine Spannungen in die Wicklungen des Drehstromgenerators, was
in Kombination mit der niedrigen Geschwindigkeit zu einer sehr niedrigen
AC-Spannung führt.
Aufgrund der hochohmigen Knotenimpedanz, wie unter Zuhilfenahme
von 1a erläutert
wurde, wird der DC-Pegel nur durch parasitäre Effekte bestimmt, wie Leckströme der Dioden 112.
Ferner besitzt eine Kapazitivkopplung Einfluss auf das AC-Signal.
-
Herkömmliche
Systeme, wie beispielhaft in 1a dargestellt,
nutzen aufgrund der Wirkung kleiner Signalamplituden und niedriger
Frequenzen während
der kritischen Anfahrperiode keine Kapazitivkopplung. Um Signalamplituden
zu erzielen, die ausreichend hoch für eine ordnungsgemäße Detektierung
sind, besteht Bedarf nach großen
Kondensatoren in herkömmlichen
Systemen. Lösungen,
die große
Kondensatoren einsetzen, sind für
integrierte Schaltungen nicht machbar. Die einzige Weise, um die
Größe eines
derartigen Kondensators zu reduzieren, besteht darin, eine Detektierungsschaltung
mit einem möglichst
hohen Eingangswiderstandswert zu implementieren. Der Hauptvorteil
von Kapazitivkopplungsschaltungen besteht darin, dass der Arbeitspunkt
unabhängig
von der Signalquelle definiert sein kann. Die beiden Anforderungen
eines hohen Eingangswiderstandswerts und eines gut definierten Arbeitspunktes
sind wider sprüchlich.
Zusätzlich
kann es von Nachteil sein, dass keine Unterdrückung nicht korrelierter Störungen vorliegt.
-
1b zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Erfassungsschaltung 130 zum Bereitstellen eines ersten
und eines zweiten Validierungssignals basierend auf einem Drehstromgenerator-Ausgangssignal.
Die Erfassungsschaltung 130 weist eine Schaltung 135 zum
Koppeln auf, die zum Empfangen des Drehstromgenerator-Ausgangssignals
und zum Bereitstellen eines Kopplungssignals, das eine Information über die
Phase des Drehstromgenerator-Ausgangssignals aufweist, angepasst
ist, wobei die Schaltung 135 zum Koppeln ein kapazitives
Element zum Koppeln des Drehstromgenerator-Ausgangssignals und des
Kopplungssignals aufweist, und wobei die Schaltung 135 zum
Koppeln ferner ein resistives Element zum Koppeln des Kopplungssignals
und eines Referenzsignals aufweist. Die Erfassungsschaltung 130 weist
ferner eine Schaltung 140 zum Detektieren auf, die zum
Empfangen eines Kopplungssignals und zum Bereitstellen des ersten
und des zweiten Validierungssignals angepasst ist, wobei die Beziehung
zwischen dem ersten und dem zweiten Validierungssignal auf der Information über die
Phase des Ausgangssignals basiert, wobei die Frequenz des Drehstromgenerator-Ausgangssignals
aus dem ersten oder zweiten Validierungssignal herleitbar ist und
die Validitätsinformation
aus der Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Validierungssignal
herleitbar ist.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist das kapazitive Element einen Kondensator mit einer Kapazität von weniger
als 10 nF auf, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Kapazität des Kondensators
in dem Bereich von 10 pF. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist das kapazitive Element mit einem Eingang eines Komparators gekoppelt. Das
resistive Element kann einen Widerstand mit einem ohmschen Widerstandswert
von mehr als 1 GΩ aufweisen.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen
weist das resistive Element eine Diode auf, bei wiederum einem weiteren
Ausführungsbeispiel kann
das resistive Element zwei antiparallele Dioden aufweisen. Die beiden
antiparallelen Dioden können
auch unter Verwendung einer Transistorstruktur realisiert sein, wobei
bei einem Ausführungsbeispiel
Feldeffekttransistoren verwendet werden.
-
Die
Schaltung 140 zum Detektieren könnte bei einem Ausführungsbeispiel
einen Komparator aufweisen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist
die Schaltung 140 zum Detektieren einen Fensterkomparator
mit Schwellen in Bezug auf das Referenzsignal auf. Bei wiederum
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist der Fensterkomparator symmetrische Schwellen in Bezug auf
das Referenzsignal auf. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Referenzsignal
ein DC-Signal sein, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Bereich
des Referenzsignals zwischen 0 V und 5 V.
-
Gemäß 1b weist
die Erfassungsschaltung die Schaltung 135 zum Koppeln auf,
die als ein Koppler mit einem Eingang 145 für ein Drehstromgenerator-Ausgangssignal
und einem Ausgang 148 für ein
Kopplungssignal realisiert sein kann. Der Eingang 145 für das Drehstromgenerator-Ausgangssignal
kann über
einen Kondensator mit dem Ausgang 148 für das Kopplungssignal gekoppelt
sein, der Ausgang 148 für
das Kopplungssignal kann ferner über ein
resistives Element mit einem Referenzsignal gekoppelt sein. Ferner
kann die Schaltung zum Detektieren 140 durch eine Detektorschaltung
mit einem Eingang 155, der mit dem Ausgang 148 für das Kopplungssignal
gekoppelt ist, und mit einem ersten Ausgang 156 für das erste
Validierungssignal und einem zweiten Ausgang 157 für das zweite
Validierungssignal realisiert sein.
-
1c zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Steuerungsschaltung 200 zum Bereitstellen eines gesteuerten
Anregungssignals für
einen Drehstromgenerator. Die Steuerungsschaltung 200 weist
eine Schaltung 210 zum Koppeln auf, die zum Empfangen eines
Drehstromgenerator-Ausgangssignals und zum Bereitstellen eines Kopplungssignals,
das eine Informa tion über
die Phase des Drehstromgenerator-Ausgangssignals aufweist, angepasst
ist, wobei die Schaltung 210 zum Koppeln ein kapazitives
Element zum Koppeln des Drehstromgenerator-Ausgangssignals und des
Kopplungssignals aufweist, und wobei die Schaltung 210 zum
Koppeln ferner ein resistives Element zum Koppeln des Kopplungssignals
und eines Referenzsignals aufweist. Die Steuerungsschaltung 200 weist
ferner eine Schaltung 220 zum Detektieren auf, die zum
Empfangen des Kopplungssignals und zum Bereitstellen eines ersten
und eines zweiten Validierungssignals angepasst ist, wobei die Beziehung
zwischen dem ersten und dem zweiten Validierungssignal auf einer
Information über die
Phase des Ausgangssignals basiert. Die Steuerungsschaltung 200 weist
ferner eine Schaltung 230 zum Verarbeiten des ersten und
des zweiten Validierungssignals und zum Bereitstellen des Anregungssignals
basierend auf der Frequenz des Drehstromgenerator-Ausgangssignals
auf, wobei die Frequenz des Drehstromgenerator-Ausgangssignals aus
dem ersten oder dem zweiten Validierungssignal herleitbar ist und
die Validitätsinformation
aus der Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Validierungssignal
herleitbar ist.
-
2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Steuerungsschaltung 200. 2 zeigt
eine Schaltung zum Koppeln 210, die mit einem Kondensator 212 und
einem resistiven Element 214 realisiert ist. Ein Drehstromgenerator-Ausgangssignal ist
mit dem Kondensator 212 gekoppelt und der Ausgang des Kondensators 212 ist
durch das resistive Element 214 mit einem Referenzsignal
Vref gekoppelt. Der Ausgang des Kondensators 212 ist ferner
mit dem Eingang einer Schaltung 220 zum Detektieren verbunden,
die durch einen Fensterkomparator realisiert ist, der zwei Operationsverstärker 222 und 224 aufweist,
wobei die Schwellen des Fensterkomparators symmetrisch zu dem Referenzsignal
Vref±deltaV sind.
Die Schaltung zum Detektieren stellt zwei Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" an eine Schaltung
zum Verarbeiten 230 bereit, die in 2 als ein Signalvalidierungsblock 230 realisiert
ist. Durch eine Verarbeitung der beiden Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" bewertet der Signalvalidierungsblock 230 eine
Frequenz „f" und eine Validierungsanzeige „valid".
-
Ein
Ausführungsbeispiel
besitzt zwei Hauptblöcke,
die Eingangsdetektierungsschaltung, die durch die Schaltung 210 zum
Koppeln und die Schaltung 220 zum Detektieren realisiert
ist, und die Schaltung zum Verarbeiten 230 oder den Signalvalidierungsblock.
Die Eingangsdetektierungssschaltung erfüllt die beiden widersprüchlichen
Anforderungen eines hohen Eingangswiderstandswerts und eines gut
definierten Arbeitspunktes. Ausführungsbeispiele bestimmen
den Eingangswiderstandswert durch den Eingangswiderstandswert des
Komparators 222 und den extrem hochohmigen Widerstandswert 214 zu dem
Referenzsignal oder der Referenzspannung Vref.
-
Die 3a–3c zeigen drei Ausführungsbeispiele von Umsetzungen
des hochohmigen Widerstandswerts. Um einen gut definierten Arbeitspunkt zu
erzielen, kann der Widerstandswert 214 entweder durch einen
hochohmigen Widerstand 310, wie in 3a gezeigt
ist, durch zwei antiparallele Dioden 320, wie in 3b gezeigt ist, oder durch eine Transistorstruktur 330,
wie in 3c gezeigt ist, realisiert sein.
Dies führt
zu einer kleinen sehr hochohmigen Region, die symmetrisch zu der
Referenzspannung Vref ist. Oberhalb und unterhalb dieser Region
ist der Widerstand 214 für die Fälle antiparalleler Dioden 320 oder
der Transistorstruktur 330 niederohmig. Diese Strukturen 320; 330 sind
sehr empfindlich und ermöglichen
die Verwendung eines Kopplungskondensators, 212 in 2,
mit nur etwa 10 pF für
die Implementierung auf einem Chip, was ein Wert ist, der zur Integration
gut geeignet ist.
-
Wie
oben erwähnt
wurde, ist bei einem Ausführungsbeispiel
die Schaltung 220 zum Detektieren durch einen Fensterkomparator 222; 224 mit
symmetrischen Schwellen in Bezug auf das Referenzsignal oder die
Referenzspannung Vref realisiert.
-
Ohne
ein Eingangssignal weisen die Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" eine Logische-„0"-Ausgabe auf. Aufgrund
der Tatsache, dass nur sinusförmige
Signale detektiert werden sollen, ist alternativ bei „OUT1" und „OUT2” eine logische „1" zu erwarten. Ausführungsbeispiele
nutzen diese Charakteristik zum Blockieren von Störungen.
-
4a stellt
ein Ausführungsbeispiel
der Schaltung 230 zum Verarbeiten oder des Signalvalidierungsblocks
aus 2 dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Schaltung
zum Verarbeiten 230 eine Ausgabe f_50%DC auf, die ein Frequenzsignal
mit 50% Tastverhältnis
(Duty Cycle) liefert und die aus den beiden Validierungssignalen „OUT1" und „OUT2" durch ein RS-(S
= set, R = reset)Flip-Flop 405 erzeugt wird. Allgemein
kann bei Ausführungsbeispielen
die Schaltung 230 zum Verarbeiten ein Signal mit einem
Tastverhältnis
in dem Bereich von 30–70%
bereitstellen, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt es etwa
50%. Um darzustellen, wie das 50%-Tastverhältnis-Signal erzeugt wird, stellt 4b eine
Anzahl von Sichtdarstellungen der beinhalteten Signale dar.
-
4b zeigt
eine exemplarische Sichtdarstellung 450 eines Drehstromgenerator-Ausgangssignals.
Bei diesem Beispiel wird angenommen, dass ein DC-Teil von etwa 4
V und ein sinusförmiges
Signal mit einer Amplitude von etwa 0,3 V, das denselben überlagert,
vorliegen. Die Sichtdarstellung 455 zeigt das Kopplungssignal,
das dem Drehstromgenerator-Ausgangssignal 450 zugeordnet
ist. Ferner stellt die Sichtdarstellung 455 die beiden
Schwellen dar, die durch den Fensterkomparator eingerichtet werden.
Die gerade Linie in der Mitte stellt das Referenzsignal Vref dar,
die gepunkteten Linien oberhalb und unterhalb von Vref stellen das
Fenster Vref±deltaV
des Fensterkomparators dar. Die Sichtdarstellung 460 stellt
das zugeordnete erste Validierungssignal „OUT1" dar. Es ist in der Sichtdarstellung 460 zu beobachten,
dass jedes Mal, wenn das Kopplungssignal die obere Schwelle Vref+deltaV überschreitet, die
erste Vali dierung „OUT1" eine ansteigende
Flanke aufweist und jedes Mal, wenn das Kopplungssignal unter die
untere Schwelle Vref-deltaV abfällt,
die zweite Validierung „OUT2", wie in der Sichtdarstellung 465 dargestellt
ist, eine ansteigende Flanke besitzt. Die abfallenden Flanken der
Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" werden auf ähnliche
Weisen bestimmt.
-
4b stellt
ferner eine Sichtdarstellung 470 dar, die das 50%-Tastverhältnis-Signal
f_50%DC (DC = duty cycle = Tastverhältnis) zeigt. Das Signal wird
aus den beiden Validierungssignalen „OUT1" und „OUT2" durch das RS-Flip-Flop 405 bestimmt, wie dieses
in 4a dargestellt ist. Das 50%-Tastverhältnis resultiert
aus der Symmetriewahl der Schwellen und dem sinusförmigen Kopplungssignal. Aus
der in 4b dargestellten Sichtdarstellung 470 ist
zu sehen, dass jedes Mal, wenn das erste Validierungssignal „OUT1" eine ansteigende
Flanke besitzt, das 50%-Tastverhältnis
eine Abfallende Flanke aufweist, was der Rücksetzfunktionalität des RS-Flip-Flops 405 entspricht.
Ferner ist aus 4b und den Sichtdarstellungen 465 und 470 zu
sehen, dass jedes Mal, wenn das zweite Validierungssignal „OUT2" eine ansteigende
Flanke besitzt, das 50%-Tastverhältnis-Signal
ebenfalls eine ansteigende Flanke besitzt, was der Setzfunktionalität des RS-Flip-Flops 405 entspricht.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet ein Referenzsignal bzw. eine Referenzspannung,
vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 5 V. Bei einem weiteren
Ausführungsbeispiel
könnte
dieser Bereich 0,5V bis zu der Batteriespannung, die um 0,5 V gesenkt
ist, sein. Durch ein ordnungsgemäßes Entwerfen
der Komparatoren ist ein großer
Spannungsbereich erzielbar. Bei praktischen Implementierungen könnte ein
Bereich von z. B. 1,5 V bis 3,5 V zufriedenstellend sei. Ein Senken des
Bereichs könnte
auch die Raumanforderung für den
Komparator auf einem Chip senken.
-
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte der
Schaltung 230 zum Verarbeiten, wie in 4a dargestellt
ist, ein Digitalsignalverarbeitungsteil folgen. Der Digitalsignalverarbeitungsteil
könnte eine
erste Prüfung
auf Signalrobustheit an dem 50%-Tastverhältnis-Signal ausführen. Eine
zusätzliche
Prüfung
auf ein abwechselndes Auftreten einer logischen „1" wird an jeder Ausgabe des Validierungssignals „OUT1" und „OUT2" mit zwei D-Flip-Flops 410 und 412 bzw. 420 und 422 durchgeführt. Die
folgende Beschreibung bezieht sich in einer ähnlichen Weise auf beide Signalwege.
Der Ausgang des ersten Validierungssignals „OUT1" ist mit den Takteingängen der
beiden D-Flip-Flops 420 und 422 verbunden. Die
Rücksetzeingänge der
D-Flip-Flops 420 und 422 sind mit dem zweiten
Validierungssignal „OUT2" verbunden. Die anderen
beiden D-Flip-Flops 410 und 412 sind in einer ähnlichen
Weise mit den beiden Validierungssignalen verbunden, jedoch mit vertauschten
Rollen der beiden Validierungssignale. Die D-Eingaben der ersten
Flip-Flops 410 und 420 sind auf eine logische „1" gesetzt, die D-Eingänge der zweiten
D-Flip-Flops 412 und 422 sind mit den Q-Ausgängen der
ersten D-Flip-Flops 410 und 420 verbunden. Die
invertierten Ausgaben der zweiten D-Flip-Flops 412 und 422,
die in 4a mit „OUT1_OK" und „OUT2_OK" bezeichnet sind, werden verwendet,
um ein „valid"-Signal durch ein
logisches „UND"-Element 430 zu
erzeugen. So lange die beiden Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" abwechselnd auftreten,
werden die zweiten D-Flip-Flops 412 und 422 immer
rückgesetzt.
Wenn eine Störung
auftritt, verändern
sich die invertierten Ausgaben „OUT1_OK" und „OUT2_OK" aufgrund des fehlenden Rücksetzpulses
zu „0". Das „valid"-Signal verändert sich
auch zu „0" und die Frequenzmessung
in dem digitalen Weg kann verhindert werden.
-
5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
wie es in einer Drehstromgenerator-Schaltung implementiert sein
könnte. 5 zeigt
alle Komponenten, die gemäß 1a dargestellt
und erläutert
wurden. Das Ausführungsbeispiel
bei dem in 5 dargestellten Beispiel ist
in einer Dreh stromgenerator-Steuer-IC 500 implementiert.
Die Drehstromgenerator-Steuer-IC 500 weist einen Eingang 510 auf,
der mit einem Phasensignal des Drehstromgenerators 105 gekoppelt
ist. Der Eingang 510 ist mit einer Schaltung 210 zum
Koppeln des Drehstromgenerator-Ausgangssignals mit einem Kopplungssignal
gekoppelt und dem Kopplungssignal folgt dann eine Schaltung 220 zum Detektieren
des Kopplungssignals, was die beiden Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" ergibt, die an eine
Schaltung zum Verarbeiten oder den Signalvalidierungsblock 230 geliefert
werden. Der Signalvalidierungsblock 230 bestimmt eine Frequenz-
und eine Validitätsanzeige
für das
Phasensignal, die zur weiteren Signalverarbeitung an einen digitalen
Teil 520 geliefert werden. Der digitale Teil verarbeitet dann
die bestimmte Frequenz und das Validitätssignal und bestimmt ein Anregungssignal,
das dann an den Anregungsausgang 120 des Drehstromgenerators 105 geliefert
wird. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Drehstromgenerator-Steuer-IC 500 ferner zusätzliche
Elemente 530 auf, die auch in der Schaltung 210 zum
Koppeln des Drehstromgenerator-Ausgangssignals implementiert sein
können.
Ferner können
die resistiven Elemente 540 und 560 sowie die
Referenzspannungsquelle 550 in die Schaltung 210 zum
Koppeln oder in die Schaltung 220 zum Detektieren implementiert sein.
-
Zusammenfassend
nutzen Ausführungsbeispiele
die Vorteile einer Kapazitivkopplung plus hochohmigem Widerstandswert,
um einen Arbeitspunkt einzustellen. Die hochohmige Verbindung ist
in der Lage, sehr kleine Kapazitäten,
z. B. um 10 pF, zu verwenden, und sie ist so vollständig chipintern
integrierbar, was Ausführungsbeispiele
sehr vorteilhaft macht. Ferner bestimmen Ausführungsbeispiele die Validierung
des detektierten Signals, das durch z. B. zwei Komparatoren mit
symmetrischen Schwellen bereitgestellt wird, was aus der 50%-Tastverhältnis-Prüfung plus
der Prüfung
des abwechselnden Auftretens der Validierungssignale „OUT1" und „OUT2" besteht. Weitere
Ausführungsbeispiele
verwenden ein einzelnes Validierungssignal und leiten nur die Frequenzinformation
des Phasen- oder Drehstromgenerator-Ausgangssignals her.
-
Abhängig von
bestimmten Implementierungsanforderungen der erfindungsgemäßen Verfahren
können
die erfindungsgemäßen Verfahren
in Hardware oder Software implementiert sein. Die Implementierung
kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, insbesondere
einer Diskette, DVD oder CD, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale
gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem
derart zusammenwirken, dass die erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden,
durchgeführt
sein. Allgemein ist die vorliegende Erfindung deshalb ein Computerprogrammprodukt
mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert
ist, wobei der Programmcode wirksam für die Durchführung der
erfindungsgemäßen Verfahren
ist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. Anders
ausgedrückt
sind die erfindungsgemäßen Verfahren
deshalb ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen zumindest
eines der erfindungsgemäßen Verfahren,
wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
-
- 100
- Batterie
- 105
- Drehstromgenerator
- 110
- Gleichrichtschaltung
- 112
- Dioden
- 114
- Kondensator
- 115
- Fahrzeuglast
- 120
- Anregungsverbindung
- 122
- Regler
- 130
- Erfassungsschaltung
- 135
- Schaltung
zum Koppeln
- 140
- Schaltung
zum Detektieren
- 145
- Eingang
für Drehstromgenerator-Ausgangssignal
- 148
- Ausgang
für Kopplungssignal
- 155
- Eingang
einer Schaltung zum Detektieren
- 156
- Ausgang
für erstes
Validierungssignal
- 157
- Ausgang
für zweites
Validierungssignal
- 200
- Steuerungsschaltung
- 210
- Schaltung
zum Koppeln
- 212
- Kondensator
- 214
- resistives
Element
- 220
- Schaltung
zum Detektieren
- 222
- Operationsverstärker
- 224
- Operationsverstärker
- 230
- Schaltung
zum Verarbeiten
- 310
- hochohmiger
Widerstand
- 320
- antiparallele
Dioden
- 330
- Transistorstruktur
- 405
- RS-Flip-Flop
- 410
- D-Flip-Flop
- 411
- D-Flip-Flop
- 420
- D-Flip-Flop
- 421
- D-Flip-Flop
- 430
- logisches „UND"-Element
- 450
- Drehstromgenerator-Ausgabe
- 455
- Kopplungssignal
- 460
- erstes
Validierungssignal „OUT1"
- 465
- zweites
Validierungssignal „OUT2"
- 470
- 50%-Tastverhältnis f
50%DC
- 500
- Drehstromgenerator-Steuer-IC
- 510
- Ausgang
für Drehstromgenerator-Ausgangssignal
- 520
- Digitalteil
- 530
- zusätzliche
Elemente