CN100570985C - 车用发电控制装置 - Google Patents

Abstract

一种车用发电控制装置，其通过对流经车辆发电机的励磁绕组的励磁电流进行通/断控制，将由车辆引擎驱动的车辆发电机的输出电压调节为设定值。所述车用发电控制装置包括：旋转检测电路，其检测车辆发电机的转速；以及励磁电流控制电路，其在旋转检测电路检测到转速的减小时，以这样的速率减小励磁电流，该速率依赖于由旋转检测电路所检测到的转速减小的速率。

Description

车用发电控制装置

相关申请的交叉引用

本申请与2006年4月21日提交的日本专利申请第2006-117869号有关，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及车用发电控制装置，其用于对安装在诸如客车或卡车等车辆上的发电机的发电操作进行控制。

背景技术

存在有一公知技术，其中，为了当车辆引擎处于空转状态时减小依赖于其燃烧周期的车辆引擎转速的变化，进行了发电转矩控制，使得在引擎转速减小的时刻，由车辆引擎驱动的车辆发电机的励磁电流减小，以减小车辆发电机的发电转矩，而在引擎转速增加的时刻，励磁电流增加，以增加车辆发电机的发电转矩(例如，参考已公开的日本专利申请第58-217743号)。存在有另一公知技术，其中，为了当车辆引擎处于其空转状态时，减少由于其发电转矩引起的车辆发电机的2到3秒的周期内的振荡，基于车辆发电机的励磁电流和车辆发电机的转速不断计算发电转矩的值，并且限制该励磁电流，使得发电转矩的增加速率保持在某一值之下(例如，参考已公开的日本专利申请第2003-284257号)。

如在已公开的日本专利申请第58-217743号中所公开的前一技术中，励磁电流的减小或增加只是基于引擎转速减小或增加的时刻来确定，该技术存在的一个问题是，尽管车辆引擎的转速变化可以被抑制，但是不能阻止车辆发电机的输出电压的变化变大，这是因为该技术没有将车辆发电机的输出电压变化考虑在内。这可导致由车辆发电机进行充电的车辆电池的过充电或过放电。

如在已公开的日本专利申请第2003-284257号中所公开的后一技术存在的问题是，尽管在车辆引擎的空转速度变化是由于车辆发电机的发电转矩变化而引起的情况下，车辆引擎的空转速度变化可以被抑制；但是，如果车辆引擎的空转速度变化是由于除了车辆发电机的发电转矩变化之外的因素而引起的，则不能得到抑制。

发明内容

本发明提供一种车用发电控制装置，其用于通过对流经车辆发电机励磁绕组的励磁电流进行通/断控制，将由车辆引擎驱动的车辆发电机的输出电压调节在设定值，所述装置包括：

旋转检测电路，检测车辆发电机的转速；以及

励磁电流控制电路，在旋转检测电路检测到转速减小时，以这样的速率减小励磁电流，该速率依赖于旋转检测电路检测到的转速减小的速率。

根据本发明的车用发电控制装置，可以防止由于引擎驱动辅助装置的激活或司机的加速踏板操作而使车辆发电机的驱动转矩(发电转矩)急剧增加。这可以稳定引擎的空转速度。所以，根据本发明，当出现空转速度的减小或由于车辆发电机的发电转矩的增加而引起的空转振荡(idle hunting)现象时，或者当由于引擎驱动辅助装置的激活而使得引擎速度减小时，可以防止车辆振动。而且，可以防止引擎停转，以及防止安装在车辆上的灯或指示器由于车辆发电机的输出电压的变化而引起闪烁。此外，根据本发明，可以改进燃料消耗，原因是本发明可以减小空转速度，并减小引擎摩擦。

当旋转检测电路没有检测到车辆发电机转速的减小时，励磁电流控制电路可消除励磁电流的减小。

励磁电流控制电路可以将励磁电流限制在限制值内，该限制值是通过从当前流过的励磁电流的值中，减去转速的减小的速率乘以预定的控制常数所得到的乘积的值而计算得到的。

励磁电流控制电路可以如下计算目标转矩：从基于当前流过的励磁电流的值以及车辆发电机的检测到的转速而确定的车辆发电机的发电转矩中，减去所检测到的转速的减小速率与预定的控制常数的乘积的值，并且励磁电流控制电路可以将励磁电流限制到使得车辆发电机的发电转矩变得与所计算的目标转矩相等的值。

控制常数可以基本上等于与车辆发电机、车辆引擎以及由车辆引擎驱动的引擎辅助装置的惯性矩之和相对应的值。

控制常数可以根据车辆发电机的所检测到的转速、输出电压以及励磁电流中的至少一个来纠正。

当励磁电流控制电路减小励磁电流时，控制常数可以根据车辆发电机的所检测到的转速的变化以及输出电压的变化中的一个来纠正。

励磁电流控制电路可以从车用发电控制装置外部的控制器件接收控制常数。

当旋转检测电路没有检测到车辆发电机转速的减小时，励磁电流控制电路可以以特定速率逐渐地增加励磁电流。

所述特定速率可以根据车辆发电机的所检测到的转速、输出电压以及励磁电流中的至少一个来纠正。

当励磁电流控制电路减小励磁电流时，所述特定速率可以根据车辆发电机的所检测到的转速的变化以及输出电压的变化中的至少一个来纠正。

励磁电流控制电路可以从车用发电控制装置外部的控制器件接收所述特定速率。

旋转检测电路和励磁电流控制电路可以内置在车辆发电机中。

旋转检测电路可以被配置为检测转速的减小，其中，减小了依赖于车辆引擎的引擎燃烧周期的旋转脉动的影响。

旋转检测电路可以被配置为检测仅仅在依赖于车辆引擎的引擎燃烧周期的旋转脉动的影响下的转速的减小。

励磁电流控制电路可以被配置为单独检测由于车辆引擎的引擎燃烧周期而引起的转速的较快减小，以及由于车辆发电机的转矩变化、与车辆引擎不同的由车辆引擎驱动的引擎辅助装置的转矩变化、进气量的变化中的至少一个而引起的转速的较缓减小；励磁电流控制电路可以被配置为基于该较快减小的值计算第一限制值，并基于该较缓减小的值计算第二限制值；并且，励磁电流控制电路可以被配置为将励磁电流限制在第一限制值和第二限制值中较小的一个之内。

根据包括附图和权利要求的如下说明，本发明的其它优点和特征将变得清楚。

附图说明

在附图中：

图1是示出了根据本发明实施例的车用发电控制装置的结构的图，该装置连接到车辆发电机、车辆电池、电负载以及ECU(电子控制单元)；

图2是示出了图1所示的车用发电控制装置中包括的旋转检测电路的结构的图；

图3是示出了图1所示的车用发电控制装置中包括的励磁电流检测电路的结构的图；

图4是示出了图1所示的车用发电控制装置中包括的生成电压/励磁电流控制电路的结构的图；

图5是示出了由图1所示的车用发电控制装置中包括的励磁电流限制值计算部分来执行以确定励磁电流限制值的操作步骤的流程图；

图6是示出了由励磁电流限制值计算部分执行以确定励磁电流限制值的不同的操作步骤的流程图；

图7是示出了当驱动车辆发电机的车辆引擎的引擎速度由于外部干扰而减小时图1所示的车辆发电机的行为的时间图；

图8是示出了图1所示的车辆发电机的转速-发电转矩(驱动转矩)特性的曲线图；

图9是示出了在传统的车用发电控制装置中对车辆发电机进行控制的情况下，当发生由于引擎燃烧周期引起的引擎的旋转脉动时车辆发电机行为的图；以及

图10是示出了在车辆发电机由根据本发明实施例的车用发电控制装置来控制的情况下，当发生由于引擎燃烧周期引起的引擎的旋转脉动时车辆发电机行为的图。

具体实施方式

图1是示出了根据本发明第一实施例的车用发电控制装置2的结构的图，该装置连接到车辆发电机1、车辆电池3、电负载4以及ECU(电子控制单元)5。

车用发电控制装置2进行工作，以使车辆发电机1的输出端子(B-端子)的电压保持在预定的目标调节电压(例如，14V)。除B-端子外，车用发电控制装置2还设置有通信端子(C-端子)以及地端子(E-端子)。B-端子通过充电线连接到电池3以及电负载4。C-端子连接到作为外部控制设备的ECU 5。E-端子连接到车辆发电机2的框架。尽管车用发电控制装置2被示出为与车辆发电机1并排设置，但是，实际上车用发电控制装置2内置在车辆发电机1中。

车辆发电机1包括缠绕在定子上的三相定子绕组101、缠绕在转子上的励磁绕组102、以及对定子绕组101的三相AC输出电压进行全波整流的整流电路103。利用车用发电控制装置2来对到励磁绕组102的电流通路进行通/断控制，从而进行对车辆发电机1的输出电压的控制。

接下来，说明车用发电控制装置2的结构和操作。如图1所示，车用发电控制装置2包括N-沟道MOS-FET 201、续流二极管(flywheel diode)202、感应电阻器203、励磁电流限制值计算部分204、电源电路205、生成电压/励磁电流控制电路206、励磁电流检测电路207、旋转检测电路208以及通信控制电路209。

MOS-FET 201串联连接到励磁绕组102，当其处于导通状态时，允许励磁电流流经励磁绕组102。续流二极管202并联连接到励磁绕组102，其使得当MOS-FET 201被截止时，由励磁绕组102上感应的高电压引起的浪涌电流循环流过励磁绕组102。

电源电路205产生工作电压，该工作电源被供应给车用发电控制装置2的组件。生成电压/励磁电流控制电路206进行工作，以便将车辆发电机1的输出电压以及励磁电流限制在其相应的设定值之内。励磁电流检测电路207进行工作，以便基于MOS-FET 201的源极电位来检测流经励磁绕组102的励磁电流。更为具体地，励磁电流检测电路207基于感应电阻器203上的电压降来检测励磁电流，感应电阻器203的一端连接到MOF-FET 201的源极，另一端连接到E-端子，该电压降依赖于流经MOS-FET 201的源-漏路径以及感应电阻器203的励磁电流。旋转检测电路208进行工作，以便监测定子绕组101的三相线圈之一上的相电压，从而检测车辆发电机1的转速，并且将依照所检测到的转速的电压输出到励磁电流限制值计算部分204。

励磁电流限制值计算部分204基于励磁电流检测电路207所检测到的励磁电流、旋转检测电路208所检测到的车辆发电机1的转速、以及车辆发电机1的输出电压来计算励磁电流限制值，励磁电流被限制在该限制值内。

图2是示出了旋转检测电路208的结构的图。如该图所示，旋转检测电路208包括电阻器501、502、503、506、509、晶体管504、电容器505、508、二极管507以及A/D(模拟到数字)转换电路510。定子绕组101的相线圈之一上的相电压被电阻器501、502所构成的分压电路进行分压，然后施加到晶体管504的基极。该相电压由晶体管504以及连接到晶体管504的集电极的电阻器503所构成的波形整形电路进行整形，以变成相电压信号。该信号输入到由电容器505和电阻器506所构成的微分电路中。该微分电路的输出由二极管507进行整流，然后输入到由电容器508和电阻器509所构成的充电/放电电路。这样所产生的电压信号被输入到A/D转换电路510，该电压信号具有与定子绕组101的相电压频率成比例的电压电平。A/D转换电路510将输入的电压信号转换成由一定数量的比特(例如，8比特)形成的数字数据。

图3是示出了励磁电流检测电路207的结构的图。如该图所示，励磁电流检测电路207包括运算放大器601、电阻器610、611以及A/D转换电路612。运算放大器601以及电阻器610、611构成放大器，其增益由电阻器610、611的电阻来确定。该放大器放大输入电压，该输入电压的电压电平与励磁电流成比例。A/D转换电路612在其输入端子(IN)接收该放大器的输出信号，并且在其时钟端子(CL)接收从生成电压/励磁电流控制电路206输出的负逻辑的驱动信号。在驱动信号从高电平变到低电平的时刻，A/D转换电路612加载放大器的输出信号，并将其转换成由一定数量的比特(例如，8比特)形成的数字数据。

图4是示出了生成电压/励磁电流控制电路206的结构的图。如该图所示，生成电压/励磁电流控制电路206包括数字比较器701、电阻器702、电容器703、差分放大器704、电压比较器705、706、锯齿波信号发生电路707以及AND电路708。数字比较器701对从励磁电流限制值计算部分204输出并施加到数字比较器701的一个输入端子(IN+)上的励磁电流限制值和所检测到的从励磁电流检测电路207输出并施加到数字比较器701的另一输入端子(IN-)上的励磁电流的值进行比较。作为比较的结果，当励磁电流限制值大于所检测到的励磁电流的值时，数字比较器701输出高电平信号，否则输出低电平信号。数字比较器701的输出信号由电阻器702和电容器703所构成的平滑电路进行平滑，然后施加到电压比较器706的正输入端子。电压比较器706在其负输入端子接收从锯齿波信号发生电路707输出的锯齿波信号，并将该锯齿波信号与在其正输入端子接收的数字比较器701的经平滑的输出信号进行比较。差分放大器704将电源电路205所产生的基准电压Vref和车辆发电机1的输出电压之间的差进行放大。差分放大器704的输出信号被施加到电压比较器705的正输入端子。电压比较器705在其负输入端子接收从锯齿波信号发生电路707输出的锯齿波信号，将该锯齿波信号与在其正输入端子接收的差分放大器704的输出信号进行比较。作为比较的结果，电压比较器705输出占空比依赖于它们之间的差的PWM信号。AND电路708对电压比较器705的输出信号与电压比较器706的输出信号的逻辑乘积信号进行输出。该逻辑乘积信号被施加到MOS-FET 201的栅极作为驱动信号，其结果是进行了基于基准电压Vref的电压控制或基于励磁电流限制值的励磁电流控制。

接下来对具有上述结构的车用发电控制装置2的操作进行说明。

(1)在引擎起动之前：

当钥匙开关(key switch)(未示出)被接通时，钥匙接通信号从ECU 5传送到车用发电控制装置2。由车用发电控制装置2的通信控制电路209经C-端子接收的钥匙接通信号被传输到电源电路205。电源电路205开始产生将被提供给车用发电控制装置2的组件的工作电压。

当引擎停止，且相应地车辆发电机1静止时，车辆发电机1的输出电压为零，并且电池3的端子电压为约12V，其低于目标调节电压(基准电压Vref)。相应地，当钥匙开关接通时，生成电压/励磁电流控制电路206输出高电平信号(确切地说，占空比设为上限值的PWM信号)到MOS-FET 201。这导致MOS-FET 201以处于上限值的导通时间占空比而被导通，以允许励磁电流以其最大值流经励磁绕组102。

(2)在空转时间期间：

当引擎开始旋转，并且车辆发电机1的转速到达某一空转速度时，车辆发电机1开始发电。当车辆发电机1的输出电压超出电池3的端子电压时，电池3被开始充电，结果，电池3的端子电压增加。当车辆发电机1的输出电压超过目标调节电压时，生成电压/励磁电流控制电路206输出低电平信号(确切地说，占空比设为下限值的PWM信号)到MOS-FET 201。这使得MOS-FET 201的导通时间占空比减小，结果，励磁电流减小，从而导致车辆发电机1的输出电压减小。当车辆发电机1的输出电压降到目标调节电压之下时，再次使得MOS-FET 201以设置在上限值的导通时间占空比而被导通，从而允许励磁电流以其最大值流经励磁绕组102。通过重复该操作，车辆发电机1的输出电压被调节在目标调节电压附近。

接下来说明励磁电流限制值计算部分204的操作。图5是示出了由励磁电流限制值计算部分204来执行以确定励磁电流限制值的操作步骤的流程图。图5所示的操作步骤序列主要在空转时间期间以规则的时间间隔(例如，每5ms)重复进行，以确定励磁电流限制值。

首先，在步骤1001，励磁电流限制值计算部分204从ECU 5获得控制常数k0以及死区(dead zoned)IFα，在步骤1002，从旋转检测电路208获得车辆发电机1的转速Na，在步骤1003，从励磁电流检测电路207获得励磁电流IF，并且在步骤1004，从车辆发电机获得输出电压VB。

接下来，在步骤1005，励磁电流限制值计算部分204计算两种偏差ΔNa_L、ΔNa_H。偏差ΔNa_L指示上一次获得的已经过移动平均的转速Na和这次获得的已经过移动平均的转速Na之间的差。

也就是说，偏差ΔNa_L＝这次获得的转速Na的移动平均数偏差(例如，100ms的移动平均数偏差)-上一次获得的转速Na的移动平均数偏差(例如，100ms的移动平均数偏差)。偏差ΔNa_L可以被认为是指示引擎的低频范围内的转速变化的值，其中，减小了依赖于引擎燃烧周期的旋转脉动的影响。另一方面，偏差ΔNa_H指示这次获得的转速Na和上一次获得的转速Na之间的差，这两者都未经受任何移动平均处理。也就是说，偏差ΔNa_H＝这次获得的转速Na-上次获得的转速Na。偏差ΔNa_H可以被认为是指示由于依赖于引擎燃烧周期的旋转脉动而引起的引擎的高频范围内的转速变化的值。

在这之后，在步骤1006，励磁电流限制值计算部分204基于这次获得的转速Na、励磁电流IF、输出电压VB，纠正从ECU 5获得的控制常数k0和死区IFα。更为具体地，低频旋转变化控制常数kL以及高频旋转变化控制常数kH依据下面指出的等式进行计算，以便纠正控制常数k0，而死区IFα′依据下面指出的等式进行计算，以便纠正死区IFα。

低频旋转变化控制常数kL＝A×k0×(B×Na+C×IF+D×VB+E)

高频旋转变化控制常数kH＝A′×k0×(B′×Na+C′×IF+D′×VB+E′)

死区IFα′＝F×(Na-E)×IFα

在这些等式中，A、B、C、D、E、F、A′、B′、C′、D′为常数。尽管在本实施例中，通过基于转速Na、励磁电流IF、输出电压VB这三个值纠正控制常数k0来确定控制常数kL以及kH，但是它们也可以通过基于这三个值中的至少一个来纠正控制常数k0而确定。同样地，尽管在本实施例中，通过仅仅基于转速Na纠正死区IFα来确定控制死区IFα′，但是也可以基于转速Na、励磁电流IF、输出电压VB这三个值中的任何一个纠正死区IFα来确定控制死区IFα′。尽管控制常数kL、kH以及死区IFα′被描述为由励磁电流限制值计算部分204来计算，但是它们也可以由ECU 5来计算，并传送到车用发电控制装置2。

在这之后，在步骤1007，励磁电流限制值计算部分204判断引擎是否处于空转状态。该判断可以是这样，即如果车辆发电机1的转速Na小于预定值(例如，3000rpm)，则车辆被确定为处于空转状态。可替选地，该判断可以是更为可靠的判断，其中，如果从ECU 5接收的车辆信息指示车速为0km/h，且节气门处于关位置，则引擎被确定为处于空转状态。

接下来，在步骤1008，励磁电流限制值计算部分204对励磁电流限制值IF_LIMIT进行设置。该设置通过下面指出的等式来进行：

IF_LIMIT＝MIN(IF+kL×ΔNa_L，IF+kH ×ΔNa_H，IF+IFα′)

这里，“MIN”是取括号内三个参数中的最小值的函数。该等式意味着励磁电流限制值IF_LIMIT被设置为下面三个值中最小的一个：当前检测到的励磁电流IF的值加上kL×ΔNa_L、当前检测到的励磁电流IF的值加上kH×ΔNa_H、当前检测到的励磁电流IF的值加上IFα′。通过对励磁电流限制值IF_LIMIT进行如上设置，使得防止引擎的转速过分降低成为可能，这是因为当引擎的转速降低时，偏差ΔNa_L或偏差ΔNa_H变成负的，使得IF_LIMIT变得比当前检测到的励磁电流IF更小，其结果是发电转矩减小以抑制引擎转速的降低。更为详细地，在本实施例中，依赖于引擎燃烧周期的引擎转速的较快减小(kH×ΔNa_H)，以及由于发电转矩的变化、由引擎驱动的其它辅助装置的变化或者进气量的变化而引起的引擎转速的较缓减小(kL×ΔNa_L)被分别单独计算为IF+kH×ΔNa_H和IF+kL×ΔNa_L。并且，该计算值中较小的一个被用作励磁电流限制值，励磁电流限制在该限制值内。这使得引擎速度波动不管是由于外部干扰引起的还是由于引擎燃烧周期引起的，都可以得到减小。附带地，尽管在本实施例中，当引擎转速减小时，选择了IF+kH×ΔNa_H和IF+kL×ΔNa_L中较小的一个，但是也可以使用这两个值中预定的一个以简化计算过程。

另一方面，当引擎转速增加时，偏差ΔNa_L或偏差ΔNa_H变成正的，相应地，励磁电流限制值从IF_LIMIT变成IF+IFα′。也就是说，励磁电流限制值被设置为比当前检测到的励磁电流IF大IFα′的一个值。因此，如果车辆发电机1的输出电压低于目标调节电压，则励磁电流以特定速率增加。

接下来，在步骤1009，当引擎转速减小时，励磁电流限制值计算部分204判断|ΔNa_L|的值是大于还是小于预定的基准值ΔN1。如果判断出|ΔNa_L|的值大于预定的基准值ΔN1，则由于这意味着不同于车辆发电机1的大机械负载被施加于引擎，并且有引擎停转的可能，因此励磁电流限制值计算部分204在步骤1011中对控制常数k0进行纠正使其变大(例如，原来值的1.1倍)。结果，励磁电流限制值进一步变小以增加发电转矩的抑制程度，由此抑制引擎转速减小。

在步骤1010，励磁电流限制值计算部分204还判断|ΔVB|的值(车辆发电机1的输出电压的减小量)是否大于预定的基准值ΔVB1。如果判断出|ΔVB|的值大于预定的基准值ΔVB1，则由于这意味着大的电负载4被施加于车辆发电机1，使得电池3的端子电压大大下降并且有电子设备故障的可能，因此励磁电流限制值计算部分204在步骤1012对控制常数k0进行纠正使其变小(例如，原来值的0.9倍)。结果，励磁电流限制值变大以增加车辆发电机1的输出电压，从而抑制电压减小的程度。

上述操作步骤每5ms执行，使得励磁电流限制值被不断更新。该励磁电流限制值被发送到生成电压/励磁电流控制电路206，据其对MOS-FET进行通/断控制。

图6是示出了由励磁电流限制值计算部分204执行以确定励磁电流限制值的不同的操作步骤的流程图。图6所示的操作步骤，其特征在于，首先，计算车辆发电机1的发电转矩，然后基于所计算的发电转矩来确定依赖于车辆发电机1的变化的目标转矩，励磁电流限制值被设置为使得发电转矩等于所确定的目标转矩的值。操作步骤1101到1107以及操作步骤1110到1113分别类似于图5所示的操作步骤1001到1007以及操作步骤1009到1012。下面的说明集中于操作步骤1108以及1109，其等同内容并未包括在图5的流程图中。

在步骤1108，励磁电流限制值计算部分204利用车辆发电机速度Na、励磁电流IF以及输出电压VB作为搜索参数，通过搜索存储在存储器(未示出)中的转矩映射，并且必要时进行插值，从而确定发电转矩Ta。

接下来，在步骤1109，励磁电流限制值计算部分204通过从所确定的发电转矩Ta中减去转速变化ΔNa与控制常数kH′的乘积的值来确定目标转矩，并且通过进行所确定的目标转矩的反变换来计算励磁电流限制值IF_LIMIT。如果控制常数kH′被设置在旋转系统的惯性矩附近，其中，旋转系统包括车辆发电机1、驱动车辆发电机1的引擎、以及由引擎驱动的其它辅助装置，则可以将励磁电流限制值设置为这样的值，其使得发电转矩减小到使转速减小能够变为转速增加所需的值。

根据图6所示的操作步骤，其中，计算了发电转矩以便将励磁电流限制值精确地设置为必要且足够的用于抑制转速变化的值，可以提高引擎速度的稳定性和车辆发电机1的输出电压的稳定性，并且抑制车辆发电机1的输出电压的变化，而不管车辆状态的变化。

(3)当在引擎空转时出现外部干扰时：

接下来，说明了当引擎的空转速度由于外部干扰而减小时车用发电控制装置2的操作，其中的外部干扰例如，由于不同于车辆发电机1的辅助装置的启动。图7是示出了当空转速度由于外部干扰而减小时，车辆发电机1的行为的时间图。图8是示出了车辆发电机1的转速-发电转矩(驱动转矩)特性的曲线图。这里，假定由引擎驱动的辅助装置之一在图7的(A)中的箭头所示的时刻开始工作，其结果是空转速度开始减小。在图7中，虚曲线示出了使用传统的车用发电控制装置的情况，而实曲线示出了使用本实施例的车用发电控制装置的情况。在图8中，虚曲线示出了当负载电流为40A时，车辆发电机1的输出电压被调节为恒定值的情况。

在传统的车用发电控制装置的情况下，当发电机的转速随着空转速度的减小而减小时，励磁电流增加，这是因为车辆发电机1的输出电压减小。结果，发电转矩增加，引起车辆发电机1的转速的减小，这加速了空转速度的减小(见图7的(A)中的虚曲线)。最终，供应励磁电流的MOS-FET以其最大导通时间占空比被导通，使得励磁电流以其最大值流过(见图7的(C)中的虚曲线)。结果，发电转矩从A-点转移到B-点，如图7的(B)以及图8中所示。在这之后，发电转矩开始减小。该减小由于惯性持续一定时间段。结果，发电转矩从B-点转移到C-点，如图7的(B)以及图8中所示。此后，车辆发电机1的转速逐渐增加，以回到其初始值。然而，由于引擎转速较低时在引擎控制侧上进行的空转速度控制而导致引擎进气增加，所以，引擎转速和车辆转速出现上冲(overshoot)，然后下冲(downshoot)。基于上述同样的原因，由于下冲(undershoot)引起的转速减小被加速。因此，出现称为空转振荡的现象，其中，在若干秒的周期内空转速度变化100rpm到200rpm。

相反，根据本实施例的车用发电控制装置2，其中，当检测到发电机转速的减小时，限制励磁电流以减小发电转矩，与使用传统的车用发电控制装置的情况相比，引擎驱动的辅助装置的激活导致的空转速度减小所引起的发电转矩的增加可以被充分地抑制，这是因为此时本实施例进行工作以减小励磁电流。相应地，根据本实施例，空转速度减小的程度可以变得足够小，原因是可以防止空转速度减小的加速。在使用本实施例的车用发电控制装置2的情况下，发电转矩从A-点移动到B′-点，如图7的(B)和图8中所示。

如上所述，利用本实施例的车用发电控制装置2，可以防止由于引擎驱动辅助装置的激活或司机的加速踏板操作而引起车辆发电机1的驱动转矩(发电转矩)急剧增加。这可以稳定引擎的空转速度。因此，根据本实施例，当发生空转速度的减小或由于车辆发电机1的发电转矩的增加而引起的空转振荡现象时，或者当由于引擎驱动辅助装置的激活而引起引擎速度减小时，可以防止车辆的振动。而且，可以防止引擎停转，以及防止安装在车辆上的灯或指示器由于车辆发电机1的输出电压的变化而引起闪烁。此外，根据本实施例，可以改进燃料消耗，原因是本实施例可以减小空转速度，并且减小引擎摩擦。

(4)当在引擎空转时出现依赖于引擎燃烧周期的旋转脉动时：

图9是示出了在车辆发电机1由传统的车用发电控制装置来控制的情况下，当发生由引擎燃烧周期引起的引擎旋转脉动时的车辆发电机1行为的图。如图9的(A)中所示，车辆发电机1的转速以40ms的周期、周期性地变化，例如与点火时刻同步。如参考图8所述，当车辆发电机1的转速降低时，因为励磁电流增加，使得发电转矩增加，所以，车辆发电机1的行为加速了引擎的旋转脉动。另外，当发电机转速降低时，如果车辆发电机1的发电能力不足，则车辆发电机1的输出电压大大下降，如图9的(D)中所示。因此，旋转脉动可引起引擎振动，并且使得将转矩从引擎传递到车辆发电机1的带子颤动。由于具有三缸引擎的车辆数量和具有良好的燃料节约的低摩擦车辆数量的近期增长，以及增加车辆发电机的发电能力以应对新近车辆的大电力需求的趋势，可以预期这些问题在将来会更要紧。

图10是示出了在车辆发电机1由根据本发明该实施例的车用发电控制装置2来控制的情况下，当发生由引擎燃烧周期引起的引擎旋转脉动时车辆发电机1行为的图。从图10中可以看出，利用车用发电控制装置2，其中，当检测到发电机转速的减小时，限制励磁电流以便减小发电转矩，当引擎速度在点火时刻增加之后减小时，可以减小车辆发电机1的发电转矩。因此，与使用传统的车用发电控制装置的情况相比，依赖于引擎燃烧周期的引擎速度的减小和变化可以充分地得到抑制。

此外，尽管当引擎速度减小时，励磁电流的减小导致电池的端子电压下降，但是，该电压下降的程度小，这是因为引擎速度的减小被抑制到小的值。另外，当引擎速度增加时，由于消除了励磁电流的减小以增加励磁电流，所以，与使用传统的车用发电控制装置的情况相比，电池的端子电压可以被很好地调节到目标调节电压附近。

上述优选实施例是本申请的发明的示例，本发明仅由下面所附的权利要求来描述。应当理解，可以进行对于本领域技术人员显而易见的优选实施例的修改。

Claims (19)

1.一种车用发电控制装置，用于通过对流经车辆发电机的励磁绕组的励磁电流进行通/断控制，将由车辆引擎驱动的所述车辆发电机的输出电压调节为设定值，其包括：

旋转检测电路，其检测所述车辆发电机的转速；以及

励磁电流控制电路，其在所述旋转检测电路检测到所述转速的减小时，以这样的速率减小所述励磁电流，所述速率依赖于由所述旋转检测电路检测到的所述转速的所述减小的速率。

2.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，当所述旋转检测电路未检测到所述车辆发电机的所述转速的减小时，所述励磁电流控制电路消除所述励磁电流的减小。

3.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路将所述励磁电流限制于限制值内，所述限制值是通过从当前流过的所述励磁电流的值中减去所述转速的所述减小的所述速率与预定的控制常数的乘积值而计算得到的。

4.根据权利要求3所述的车用发电控制装置，其中，所述控制常数根据所述车辆发电机的所述检测到的转速、输出电压以及所述励磁电流中的至少一个来纠正。

5.根据权利要求3所述的车用发电控制装置，其中，当所述励磁电流控制电路减小所述励磁电流时，所述控制常数根据所述车辆发电机的所述检测到的转速的变化以及所述输出电压的变化中的一个来纠正。

6.根据权利要求3所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路从所述车用发电控制装置外部的控制设备接收所述控制常数。

7.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路通过从基于当前流过的所述励磁电流的值、以及所述车辆发电机的所述检测到的转速而确定的所述车辆发电机的发电转矩中，减去所述检测到的转速的所述减小的所述速率与预定的控制常数的乘积值，从而计算目标转矩，并且将所述励磁电流限制到使得所述车辆发电机的所述发电转矩变得与所述计算出的目标转矩相等的值。

8.根据权利要求7所述的车用发电控制装置，其中，所述控制常数等于与所述车辆发电机、所述车辆引擎以及由所述车辆引擎驱动的引擎辅助装置的惯性矩之和相对应的值。

9.根据权利要求7所述的车用发电控制装置，其中，所述控制常数根据所述车辆发电机的所述检测到的转速、输出电压以及所述励磁电流中的至少一个来纠正。

10.根据权利要求7所述的车用发电控制装置，其中，当所述励磁电流控制电路减小所述励磁电流时，所述控制常数根据所述车辆发电机的所述检测到的转速的变化以及所述输出电压的变化中的一个来纠正。

11.根据权利要求7所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路从所述车用发电控制装置外部的控制设备接收所述控制常数。

12.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，当所述旋转检测电路未检测到所述车辆发电机的所述转速的减小时，所述励磁电流控制电路以特定速率逐渐增加所述励磁电流。

13.根据权利要求12所述的车用发电控制装置，其中，所述特定速率根据所述车辆发电机的所述检测到的转速、输出电压以及所述励磁电流中的至少一个来纠正。

14.根据权利要求12所述的车用发电控制装置，其中，当所述励磁电流控制电路减小所述励磁电流时，所述特定速率根据所述车辆发电机的所述检测到的转速的变化以及输出电压的变化中的至少一个来纠正。

15.根据权利要求12所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路从所述车用发电控制装置外部的控制设备接收所述特定速率。

16.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述旋转检测电路和所述励磁电流控制电路内置在所述车辆发电机中。

17.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述旋转检测电路被配置为检测所述转速的减小，其中，减小了依赖于所述车辆引擎的引擎燃烧周期的旋转脉动的影响。

18.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述旋转检测电路被配置为检测仅仅在依赖于所述车辆引擎的引擎燃烧周期的旋转脉动的影响下的所述转速的减小。

19.根据权利要求1所述的车用发电控制装置，其中，所述励磁电流控制电路被配置为单独检测由于所述车辆引擎的引擎燃烧周期而引起的所述转速的较快减小，以及由于所述车辆发电机的转矩变化、与所述车辆引擎不同的由所述车辆引擎驱动的引擎辅助装置的转矩变化、进气量的变化中的至少一个而引起的所述转速的较缓减小；所述励磁电流控制电路被配置为基于所述较快减小的值计算第一限制值，并且基于所述较缓减小的值来计算第二限制值；并且所述励磁电流控制电路被配置为将所述励磁电流限制在所述第一限制值和所述第二限制值中较小的一个之内。

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