CN101552587A - 用于对车辆的发电进行控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于对车辆的发电进行控制的方法和装置，其对由受控制器控制的内燃发动机所驱动的发电机的激励绕组的通电进行控制，以控制发电机的输出电压。所述装置包括：抑制单元，其响应于给定信号而抑制所述发电机的发电；以及解除单元，当发电机的发电电压等于或小于第一预定值时，其解除由所述抑制单元进行的抑制。所述装置还包括：检测单元，其检测内燃发动机的启动；测量单元，其测量从所述检测单元检测到所述启动起逝去的时间；以及禁止单元，其禁止由所述解除单元进行的对所述抑制的解除，直到由所述测量单元测量到预定时间。

Description

用于对车辆的发电进行控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于对车辆的发电进行控制的方法和装置，其控制比如客车和卡车等车辆上装载的发电机的输出电压。

背景技术

在紧随启动之后发动机旋转不稳定的情况下，发电会使转矩负载急剧增大。为了防止该问题，已经提出了各种构思。作为示例，提出了用于防止以下情况的技术：当发电受抑制时由于电负载量增大而导致的发电电压的大幅度减小所引起的发动机停转。根据该技术，当启动发动机时，当电压低于预定值时解除发电抑制的功能被屏蔽(禁止)。接下来，当在发动机启动之后立即检测到完成渐进式发电控制时，确定完成启动，并且立即解除对该功能的屏蔽。因此，防止了由于电压的后续减小而导致的发动机停转。例如，在日本专利申请公开No.2006-271096中公开了这种技术。

近年来，已知通过与车辆ECU(电子控制单元)进行通信来控制发电、以便与车辆ECU协作来精细控制发电的车辆系统。这种车辆系统响应于通信信号而改变稳压电压(regulated voltage)。此外，该车辆系统执行用于直接抑制激励电流的控制，而不是用于抑制激励电流的导通性(electric conductivity)的传统控制。

在上述传统车辆系统中，可以通过将稳压电压设置为在发动机启动期间小于电池的解除电压而使得发电停止，或者，可以通过将激励电流设置为低电流而抑制发电。根据确定发动机启动完成的传统方法，如果降低稳压电压以抑制发电，则在发动机启动期间，输出端子电压变为等于或大于稳压电压。结果，确定发动机启动完成，并且在发动机旋转实际上仍然不稳定的情况下解除屏蔽。如果将激励电流限制为低电流以抑制发电，则中断了渐进式发电控制。结果，无法确定发动机启动完成。虽然发动机启动实际上已经完成并且发动机足够稳定，但用于解除发电抑制的功能仍然被屏蔽，直到用于抑制发电的指令被解除并且确定发动机启动完成。由此，当施加较大电负载时，由发电机产生的电压可能下降，从而导致发动机停转。

发明内容

考虑到前述传统情况而提出了本发明，本发明的目的在于提供一种用于对车辆的发电进行控制的方法和装置，所述方法和装置防止由于在发动机启动之后发电机的驱动转矩立即急剧增大以及在发动机启动完成之后电压立即下降所导致的发动机停转。

为了实现该目的，一方面，本发明提供一种用于对车辆的发电进行控制的装置，其对由受控制器控制的内燃发动机所驱动的发电机的激励绕组的通电进行控制，以控制发电机的输出电压，所述装置包括：抑制单元，其响应于给定信号而抑制所述发电机的发电；解除单元，当所述发电机的发电电压等于或小于第一预定值时，其解除由所述抑制单元进行的抑制；检测单元，其检测内燃发动机的启动；测量单元，其测量从所述检测单元检测到所述启动起逝去的时间；以及禁止单元，其禁止由所述解除单元对所述抑制的解除，直到由所述测量单元测量到预定时间。

附图说明

在附图中：

图1是示出一实施例的车辆的发电控制装置的配置的图；

图2是示出所述实施例的发电控制装置的每一部分的操作定时的图。

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述应用本发明的一实施例的车辆的发电控制装置。图1是示出所述实施例的车辆的发电控制装置的配置的图。图1还示出车辆的发电控制装置、车辆发电机、电池、ECU(电子控制单元)等等之间的连接状态。

在图1中，车辆的发电控制装置1将车辆的发电机2的输出端子(称为“B端子”)的电压控制为预定的稳压电压，例如14V。发电控制装置1具有通信端子(称为“C端子”)和接地端子(称为“E端子”)以及B端子。B端子经由预定供电线路连接到电池4和各个电负载(未示出)。C端子连接到ECU 3，ECU 3是控制发动机(内燃发动机)的外部控制单元。E端子连接到发电机2的框架。注意，虽然在图1中发电控制装置1与发电机2并排布置，但在实践中发电控制装置1合并到发电机2中。

发电机2由发动机驱动。发电机2包括定子中所包括的三相定子绕组21、转子中所包括的激励绕组22以及用于对定子绕组21的三相输出进行全波整流的整流电路23。发电控制装置1控制发电机2的输出电压。也就是说，发电控制装置1适当地间歇控制激励绕组22的通电。

然后将描述发电控制装置1的详细配置和操作。发电控制装置1控制晶体管15，以用于将激励电流控制为“通”状态或“断”状态。由此，响应于从ECU 3发送的通信信号，发电控制装置1调整激励电流，使得发电机2的输出电压变为稳压电压，或者抑制发电。

如图1所示，发电控制装置1包括发电控制电路11、发电抑制解除电路12、启动完成确定电路13、电荷泵浦电路14、用于控制激励电流的晶体管15、续流二极管(free-wheeling diode)16、电源电路17以及与电路18。

晶体管15与激励绕组22串联电连接。当晶体管15处于“导通”状态时，激励电流被提供到激励绕组22。续流二极管16与激励绕组22并联连接。当晶体管15处于“关断”状态时，续流二极管16返回激励电流。

发电控制电路11包括发电电压控制电路111、发电抑制电路112、通信接口电路(通信I/F)113、与电路114以及或电路115。发电抑制电路112与抑制装置(单元)相对应。发电抑制解除电路12与解除装置(单元)相对应。发动机速度检测电路131与检测装置(单元)相对应。时间测量电路132与测量装置(单元)相对应。与电路18与禁止装置(单元)相对应。ECU 3与控制发动机的控制单元相对应。

在接收到从ECU 3发送的信号时，通信接口电路113将启动信号输出到电源电路17，并且对接收到的信号进行解码，电源电路17将驱动电压提供给发电控制装置1的每一个电路。然后，通信接口电路113将发电控制电压值(用于控制发电的电压值)输出到发电电压控制电路111，并且将发电抑制值(用于抑制发电的值)输出到发电抑制电路112。

发电电压控制电路111监视发电机2的输出电压(发电电压)。发电电压控制电路111输出用于控制晶体管15的导通/关断状态的高/低信号(发电电压控制信号)，使得输出电压变为等于从通信接口电路113接收到的发电控制电压值。作为示例，在该实施例的发电电压控制信号中，高电平和低电平以特定周期交替重复。调整信号中高电平的百分比，以改变晶体管15的导通性，由此调整激励电流。由此，发电电压被控制为与发电控制电压值相一致。设置在发电控制电路11与晶体管15之间的电荷泵浦电路14将发电控制电路11的输出电压提升到可以对晶体管15进行开关的电压。

发电抑制电路112响应于从通信接口电路113接收的发电抑制值，在与从发电电压控制电路111输出发电电压控制信号的定时相同的定时输出发电抑制信号以抑制发电量。发电抑制信号具有与发电电压控制信号相同的周期。例如，当晶体管15的导通性被限制为20％占空比(信号中的占空百分比)或更少时，发电抑制电路112输出振荡信号，该振荡信号的周期与发电电压控制信号的周期相同，并且其中高电平百分比是20％。发电抑制信号经由或电路115输入到与电路114的输入端子。发电电压控制信号也被输入到与电路114的另一输入端子。结果，当发电抑制信号中的高电平百分比是20％时，即便在发电电压控制信号中的高电平百分比是20％或更多时，与电路114的输出端子输出也具有20％占空比的信号。因此，晶体管15的导通性被限制为20％占空比或更小。

发电抑制电路112可以通过以预定速率增大发电抑制信号中的占空比百分比来抑制发电。也就是说，可以执行渐进式发电控制(负载响应控制)。

发电抑制解除电路12监视发电机2的输出电压。当输出电压下降到预定电压或更小时，发电抑制解除电路12输出高电平信号作为发电抑制解除信号。具体地说，发电抑制解除电路12包括由电阻器121和122所构成的分压电路以及电压比较器123。当通过由分压电路对发电机2的输出电压进行分压而获得的电压变为等于或小于预定基准电压Vref时，电压比较器123输出高电平信号。基准电压Vref被设置为小于由从外部单元(ECU 3)接收到的信号所指示的发电控制电压的下限、并且大于控制发动机的ECU 3可以操作的最低电压的值(该值与乘以分压电路的分压比所得到的值进行比较)。

相应地，无论通过与ECU 3进行通信而将什么值设置为发电控制电压，都可以防止解除不必要的发电抑制。此外，在ECU 3保持其可操作状态的同时，可以适当地解除发电抑制。

启动完成确定电路13包括发动机速度检测电路131和时间测量电路132。发动机速度检测电路131检测发电机2的一相输出的频率。当检测到的频率等于或大于预定值时，发动机速度检测电路131输出高电平启动检测信号。发动机速度检测电路131检测发动机的启动。当时间测量电路132检测到从发动机速度检测电路131输出的信号从低电平到高电平的改变时(即，开始输出高电平启动检测信号时的时刻)，时间测量电路132开始测量高电平的持续时间。当在保持高电平状态的同时已经逝去预定时间时，时间测量电路132输出高电平启动完成确定信号。此后，当从发动机速度检测电路131输出的信号变为低电平时，时间测量电路132立即将启动完成确定信号改变为低电平。

发电抑制解除信号和启动完成确定信号被输入到与电路18的输入端子。与电路18的输出信号和发电抑制信号输入到或电路115的输入端子。当启动完成确定信号为低电平时，即便在发电抑制解除信号变为高电平时，与电路18也继续输出低电平信号，以屏蔽用于由发电抑制解除电路12解除发电抑制的操作。在确定启动完成之后，也就是说，当启动完成确定信号变为高电平时，响应于从发电抑制解除电路12输出的发电抑制解除信号，从发电抑制电路112输出的发电抑制信号被屏蔽，由此解除发电抑制。在解除发电抑制之后，发电响应于从发电电压控制电路111输出的发电电压控制信号而受到控制。

图2是示出该实施例的发电控制装置1的每一部分的操作定时的图。如图2所示，直到从启动检测信号变为高电平时起逝去了预定时间时，时间测量电路132的输出信号(启动完成确定信号)变为高电平。因此，即便在先前从发电抑制解除电路12输出的发电抑制解除信号变为高电平时，用于解除发电抑制的操作也不变为有效，而是被屏蔽。

如上所述，根据该实施例的发电控制装置1，在从检测到发动机启动时起逝去预定时间之后，用于解除发电抑制的功能变为有效。因此，在发动机速度不稳定的启动时间内，用于解除发电抑制的功能不执行，由此防止由于在启动时间内发电转矩(驱动转矩)的大幅度增加而导致的发动机停转。此外，由于可以禁止(屏蔽)用于解除发电抑制的功能的执行，直到从检测到从发动机启动时起逝去了预定时间为止，因此可以可靠地结束禁止的状态，由此避免由于当施加大电负载时导致的发电电压的急剧下降所引起的发动机停转。

应理解，本发明不限于上述配置，相反，对于本领域技术人员来说可能出现的任何以及所有修改、变化或等同内容均应被视为落入本发明的范围内。例如，仅当由发电抑制电路112产生的激励电流的导通性的限制值等于或小于预定值时，发电抑制解除电路12可以屏蔽(禁止)发电抑制的解除。导通性的限制值是发电抑制电路112用以抑制从发电电压控制电路111输出的发电电压控制信号的占空比的值，即，用于减小占空比的值(例如，从发电电压控制电路111输出的发电电压控制信号的占空比与从发电抑制电路112输出的发电抑制信号的占空比的差值)。因此，当发电抑制的程度低时，可以屏蔽发电抑制解除电路12的输出。

在发电抑制电路112响应于发电抑制信号而抑制发电机2的激励电流的导通性的情况下，当执行低程度发电抑制时，例如，当在发动机已经变热的状态下重启发动机时，基本上不需要禁止解除发电抑制。因此，仅当激励电流的导通性的限制值等于或小于预定值时，可以禁止发电抑制的解除。由此，可以防止发电抑制被不必要地解除。

在上述实施例中，发电抑制电路112限制激励电流的导通性，以抑制发电。然而，可以将激励电流限制为响应于发电抑制信号的值，以抑制发电量。在此情况下，发电抑制解除电路12也可以仅在发电抑制的程度低时(也就是说，仅在由发电抑制电路112产生的激励电流的限制值等于或小于预定值时)屏蔽(禁止)发电抑制的解除。

然后将总结上述实施例的各个方面。

根据实施例，一种用于对车辆的发电进行控制的装置对由受控制器控制的内燃发动机所驱动的发电机的激励绕组的通电进行控制，以控制发电机的输出电压。所述装置包括：抑制单元，其响应于给定信号而抑制所述发电机的发电；解除单元，当发电机的发电电压等于或小于第一预定值时，其解除由所述抑制单元进行的抑制；检测单元，其检测内燃发动机的启动；测量单元，其测量从所述检测单元检测到所述启动起逝去的时间；以及禁止单元，其禁止所述解除单元对所述抑制的解除，直到由所述测量单元测量到预定时间。

在从检测到发动机(内燃发动机)启动时起逝去预定时间之后，解除发电抑制的功能变为有效。因此，在发动机速度不稳定的启动时间内，解除发电抑制的功能不操作，由此防止在启动时间内的发动机停转。此外，由于可以禁止(屏蔽)用于解除发电抑制的功能的操作，直到从检测到发动机启动时起逝去预定时间，因此可以可靠地结束禁止的状态，由此避免由于当施加大电负载时导致的发电电压的急剧下降所引起的发动机停转。

此外，所述第一预定值优选地被设置为小于用于控制发电的电压值的下限、并且大于使控制器操作的最低电压值的值。相应地，无论通过与外部单元进行通信而将什么值设置为用于控制发电的电压值，都可以防止解除不必要的发电抑制。此外，在内燃发动机的控制器保持其可操作状态的同时，可以适当地解除发电抑制，由此可靠地防止发动机停转。

此外，所述抑制单元优选地通过将发电机的激励电流的导通性限制为与给定信号对应的值来抑制发电。相应地，即使当激励电流的导通性通过渐进式发电控制(负载响应控制)而增大并且达到限制值、并且渐进式发电控制中断时，也可以可靠地确定内燃发动机启动的完成。

此外，优选地，仅当抑制单元对激励电流的导通性的限制值等于或小于第二预定值时，解除单元禁止解除所述抑制。在抑制单元响应于给定信号而抑制发电机的激励电流的导通性的情况下，当执行低程度发电抑制时，例如，当在发动机已经变热的状态下重启发动机时，基本上不需要禁止解除发电抑制。因此，仅当激励电流的导通性的限制值等于或小于第二预定值时，可以禁止解除发电抑制。由此，可以防止发电抑制被不必要地解除。

此外，抑制单元优选地通过以预定速率增大发电机的激励电流的导通性来抑制发电。传统上，当执行发电抑制时，由于此时发电机的电发电容量以及电负载量而导致对于确定发动机启动完成所必需的时间段变化。另一方面，根据该实施例，可以总是在恒定时间段内确定启动完成，从而适当地确定启动完成。

此外，抑制单元优选地通过将发电机的激励电流值限制为与给定信号相对应的值来抑制发电。相应地，即使当激励电流的导通性通过渐进式发电控制(负载响应控制)而增大并且达到限制值、并且渐进式发电控制中断时，也可以可靠地确定内燃发动机启动的完成。

此外，优选地，仅当抑制单元对激励电流的限制值等于或小于第三预定值时，解除单元禁止解除所述抑制。在抑制单元响应于给定信号而抑制发电机的激励电流值的情况下，当执行低程度发电抑制时，例如，当在发动机已经变热的状态下重启发动机时，基本上不需要禁止解除发电抑制。因此，仅当激励电流的限制值等于或小于第三预定值时，可以禁止解除发电抑制。由此，可以防止发电抑制被不必要地解除。

Claims (14)

1.一种用于对车辆的发电进行控制的装置，其对由受控制器控制的内燃发动机所驱动的发电机的激励绕组的通电进行控制，以控制所述发电机的输出电压，所述装置包括：

抑制单元，其响应于给定信号而抑制所述发电机的发电；

解除单元，当所述发电机的发电电压等于或小于第一预定值时，其解除由所述抑制单元进行的抑制；

检测单元，其检测所述内燃发动机的启动；

测量单元，其测量从所述检测单元检测到所述启动起逝去的时间；以及

禁止单元，其禁止由所述解除单元对所述抑制的解除，直到由所述测量单元测量到预定时间。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一预定值被设置为小于用于对所述发电进行控制的电压值的下限、并且大于使所述控制器操作的最低电压值的值。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述抑制单元通过将所述发电机的激励电流的导通性限制为与所述给定信号相对应的值来抑制所述发电。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，

仅当所述抑制单元对激励电流的导通性的限制值等于或小于第二预定值时，所述解除单元禁止解除所述抑制。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述抑制单元通过以预定速率增大所述发电机的激励电流的导通性来抑制所述发电。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述抑制单元通过将所述发电机的激励电流值限制为与所述给定信号相对应的值来抑制所述发电。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，

仅当所述抑制单元对激励电流的限制值等于或小于第三预定值时，所述解除单元禁止解除所述抑制。

8.一种用于对车辆的发电进行控制的方法，其对由受控制器控制的内燃发动机所驱动的发电机的激励绕组的通电进行控制，以控制所述发电机的输出电压，所述方法包括：

响应于给定信号而抑制所述发电机的发电；

当所述发电机的发电电压等于或小于第一预定值时，解除所述抑制；

检测所述内燃发动机的启动；

测量从检测到所述启动起逝去的时间；以及

禁止解除所述抑制，直到测量到预定时间。

9.如权利要求8所述的方法，其中，

所述第一预定值被设置为小于用于对所述发电进行控制的电压值的下限、并且大于使所述控制器操作的最低电压值的值。

10.如权利要求8所述的方法，其中，

通过将所述发电机的激励电流的导通性限制为与所述给定信号相对应的值来抑制所述发电。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，

仅当所述激励电流的导通性的限制值等于或小于第二预定值时，禁止解除所述抑制。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，

通过以预定速率增大所述发电机的激励电流的导通性来抑制所述发电。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，

通过将所述发电机的激励电流值限制为与所述给定信号相对应的值来抑制所述发电。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，

仅当所述激励电流的限制值等于或小于第三预定值时，禁止解除所述抑制。

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