CN102396148B - 发电控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种发电控制系统，其中，在控制发电机(该发电机由连接到内燃机的曲轴驱动)发电的发电控制装置中，抑制燃烧过程期间旋转速度的波动；计算负担较小；可以快速消除由于异常燃烧引起的旋转速度的波动，且旋转速度可以收敛到目标旋转速度。根据在预定曲柄角(CA_S)处的旋转速度(V_RT)和目标旋转速度(V_TRG)之间的目标偏差(ΔH)，发电控制装置(50)能够决定预配置的交流输出波形的数量(N_P)；通过比较在燃烧循环期间发电的优先顺序(N_PR)和交流输出波形的数量(N_P)，决定开始或停止发电机(ACG 30)；通过控制发电扭矩(TQ_GE)校正旋转速度(V_RT)的异常；并且快速将旋转速度收敛到目标旋转速度(V_TRG)。

Description

发电控制装置

相关申请的交叉引用

该申请基于2009年4月16提交的日本专利申请No.2009-099996和2009年5月20日提交的No.2009-121515，通过引用将其公开合并于此处。

技术领域

本发明涉及连接到内燃机曲轴的发电机的发电控制器，并且具体地本发明优选地应用于在小引擎排量的内燃机中的旋转波动的抑制。

另外，本发明涉及发电机的发电效率的改进并且涉及用于抑制旋转振动的发电控制。

背景技术

在由进气冲程、压缩冲程、爆燃冲程和排气冲程构成的内燃机的燃烧循环中，在燃烧冲程中增加引擎扭矩，而在从排气冲程到压缩冲程的过程中减少引擎扭矩。根据连接到该类型内燃机曲轴的且通过内燃机旋转驱动的发电机，将在发电操作中产生的发电扭矩(驱动发电机所需的扭矩)应用于抑制引擎旋转速度的方向中的内燃机。由于在其中引擎扭矩减少的冲程中引擎扭矩变得进一步缩小，所以旋转波动变得更大，因此可能损害平稳的引擎旋转，且引擎扭矩的这种减少可以引起振动和噪音。

根据如在专利公开No.1(日本专利公开No.2006-129680)中公开的常规发电控制装置，以燃烧循环中设置的预定时序增加和减少要被应用到引擎的发电扭矩，以便抑制引擎旋转速度的波动。发电控制装置具有：用于检测引擎的预定时序的时序检测模块，以及发电控制模块，该模块用于通过以时序检测模块检测的这种预定时序从发电机的发电模式切换到非发电模式并且反之亦然而控制发电扭矩。

另一方面，在近些年中，代替汽化器将燃料喷射装置应用到具有小引擎排量的内燃机的交通工具，诸如小船或轮船等，以便实现较小的耗油比、废气净化、少量燃烧、以较低旋转速度的空转操作等等(见专利公开No.2(日本专利公开No.2004-360640))。

现有技术公开

专利公开

专利公开No.1：日本专利公开No.2006-129680

专利公开No.2：日本专利公开No.2004-360640

发明内容

根据如在专利公开No.1(日本专利公开No.2006-129680)中公开的常规发电控制装置，取决于引擎扭矩高的这种燃烧过程允许发电，以便增加发电扭矩；而在引擎扭矩低的这种燃烧过程中停止发电，以便减少发电扭矩。因此，根据常规发电控制装置，即使在由于诸如传感器噪声、振动等干扰而导致的在燃料喷射装置中发生故障的情况下，也可以允许(进行)发电，并且由于燃料喷射量的减少，实际的发电机旋转速度降低。这是因为控制装置识别到其中燃烧过程处于高扭矩的过程中的时序。因此，通过发电扭矩进一步降低旋转速度，且反之可能增加旋转波动。特别地，当引擎旋转速度低时，引擎操作可能停止。

另一方面，常规发电控制装置可以识别其中燃烧过程处于低扭矩过程中的时序，尽管由于燃料喷射的故障导致燃料喷射量增加，由此增加实际的引擎旋转速度。然后，可以限制发电且减少发电扭矩。因此，增加发电机旋转速度且反之可以增加旋转波动。

另外，当在对应于高扭矩过程的燃烧过程中发电受到限制时，不可能保持充电和放电之间的平衡。由于发电量短缺，可能发生电池的耗尽。

另外，当用于决定发电控制的状态的处理信息的量过大时，取决于引擎的运行状态，在控制引擎的燃烧的电子控制单元中计算负担会增加。因此，在发电控制中可能出现延迟。

根据专利公开No.1(日本专利公开No.2006-129680)的发电控制装置，因为在高引擎速度的运行区域中引擎扭矩增加，所以利用发电扭矩抑制振动的效果可能较小。

为了增加抑制振动的效果，使用这种具有较大输出功率的发电机可以是可能的。然而，在将发电机连接到引擎曲轴并且通过引擎曲轴驱动发电机的情况下，需要保持外部尺寸而且需要通过增加线圈的绕组匝数或增加磁通密度增加发电输出。然而，在现有技术中，在这种情况下，发电效率会降低。

通常在现有技术中已知，发电机在一次旋转中在与发电极的数量的一半相对应的循环中产生电功率。获得具有与旋转速度成比例的频率的电动势。随着发电机的电极数量的增加，电动势变得更大。发电扭矩也与电动势成比例地增加。

本发明的发明人已经发现，通过随着发电线圈的绕组匝数变小进一步增加发电扭矩的试验，即在将发电机连接到发电机曲轴并且通过发电机曲轴驱动发电机且旋转速度高于预定值的情况下，发电的电极数量的变小。因此，可以增加抑制振动的效果。

此外，根据如在专利公开No.1(日本专利公开No.2006-129680)中公开的常规发电控制装置，以二元方式(即允许发电和停止发电)执行发电的控制。即，通过改变ON/OFF的占空比，调节发电量和发电扭矩。因此难以细致地控制发电扭矩，其取决于旋转速度而改变。难以获得足够的抑制振动的效果。

而且，根据以上的常规发电控制装置，可能发生另一个问题，即在少量燃料引擎运行中，平稳的引擎运行可能会受到影响。也就是说，根据用于抑制常规发电控制装置中的旋转波动的控制，由于不考虑旋转波动，所以少量燃料引擎运行的燃烧可能变得不稳定，因此旋转波动可能变大。以3,000rpm至6,000rpm之间的引擎旋转速度在稳定运行的状态下，进行少量燃料引擎运行。在这种引擎旋转速度的范围中，引擎扭矩增加。因此，利用常规发电控制产生的发电扭矩难以充分抑制这种引擎扭矩的增加，并因此难以减少引擎旋转速度的波动。

因此，鉴于以上的问题，本发明的目的是提供一种发电控制装置和发电控制方法，即根据在控制连接到引擎曲轴并且由引擎曲轴驱动的发电机的发电的发电控制装置中，抑制燃烧循环中旋转速度的波动，减少计算负担，立即消除由异常燃烧引起的旋转速度的波动并且可以实现目标旋转速度。

此外，本发明的另一目的是提供一种发电控制装置和发电控制方法，即根据在控制连接到引擎曲轴并且由引擎曲轴驱动的发电机的发电的发电控制装置中，在多个步骤中控制发电扭矩以便可以实现对应于旋转速度的发电扭矩。因此，可以有效地抑制波动。

另外，本发明的目的是提供一种发电控制装置和发电控制方法，即根据在控制连接到引擎曲轴并且由引擎曲轴驱动的发电机的发电的发电控制装置中，抑制燃烧循环中旋转速度的波动并且在多个步骤中控制发电扭矩。因此，控制发电扭矩使得这种发电扭矩对应于旋转速度，以便有效地抑制波动并且将旋转速度的波动抑制为很小的值。

解决问题的方法

根据本发明的一个特征，交流发电机(30)具有连接到引擎的曲轴(20)并且由所述曲轴驱动的转子(33)、布置在与所述转子(33)相对位置的定子(31)、设置在所述转子(33)和所述定子(31)之一上的磁场产生模块(32)和设置在所述转子(33)和所述定子(31)中另一个上的多个发电线圈(311)。本发明的发电控制系统具有发电控制装置(50)，用于控制所述交流发电机(30)的发电状态以由此控制用于驱动所述交流发电机(30)所需的发电扭矩，其中将所述发电扭矩用于抑制所述曲轴(20)的旋转波动。所述发电控制系统还具有所述发电控制系统具有用于检测所述曲轴(20)的曲柄角和所述转子(33)的旋转位置的曲柄角检测模块(41)。

所述发电控制装置(50)根据来自所述曲柄角检测模块(41)的检测信号确定所述曲轴(20)的所述曲柄角；当所述曲轴(20)处于预定曲柄角(CA_S)时，所述发电控制装置(50)计算(S102)所述引擎的旋转速度(V_RT)；所述发电控制装置(50)计算(S103)在所述预定曲柄角(CA_S)处的所述旋转速度(V_RT)相对于目标旋转速度(V_TRG)的目标偏差(ΔH)，所述目标旋转速度取决于所述引擎的运行状态而设置。

此外，所述发电控制装置(50)根据所述目标偏差(ΔH)，计算(S103)来自在所述引擎的每个燃烧循环中在所述发电线圈(311)产生的多个交流输出波形的交流输出波形的目标数量(N_P)。所述发电控制装置(50)控制所述交流发电机(30)的所述发电状态，以使得在所述发电线圈(311)产生的交流输出波形的数量变为交流输出波形的目标数量(N_P)。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，根据所述曲柄角，将优先顺序(N_PR)给予在所述引擎的每个燃烧循环中在所述发电线圈(311)产生的所述多个交流输出波形中的每个。将所述优先顺序(N_PR)与所述交流输出波形的所述目标数量(N_P)进行比较(S104)，在这种对应于具有较高优先顺序的所述交流输出波形的发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)切断每个具有较低优先顺序的交流输出波形的半波的输出。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，当所述引擎的燃烧过程处于进气冲程和/或压缩冲程时，所述发电控制装置(50)切断这种在所述进气冲程和/或所述压缩冲程中产生的交流输出波形的半波的输出。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，当所述目标偏差(ΔH)超过预定值(ΔH₂)时，所述发电控制装置(50)切断在一个对应的燃烧循环中产生的全部交流输出波形的半波的输出。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)根据所述引擎的温度校正所述目标旋转速度(V_TRG)。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)检测电池(60)的电池电压，其中通过所述交流发电机(30)对所述电池进行充电，所述发电控制装置(50)取决于检测的电池电压校正交流输出波形的所述目标数量(N_P)。

根据本发明的另一特征，在以上的发电控制系统中，通过从在所述预定曲柄角(CA_S)处的所述旋转速度(V_RT)减去所述目标旋转速度(VTRG)计算所述目标偏差(ΔH)，当所述目标偏差(ΔH)为正数并且大于预定上限阈值(NEH)时，增加交流输出波形的所述目标数量(NP)，当所述目标偏差(ΔH)为负数并且小于预定下限阈值(NEL)时，减少交流输出波形的所述目标数量(NP)。

根据本发明的又一特征，交流发电机(30)包括：连接到引擎曲轴(20)并且由此驱动的转子(33)；布置在与转子(33)相对位置处的定子(31)；设置在转子(33)和定子(31)中一个之上的磁场产生模块(32)；设置在转子(33)和定子(31)中另一个之上的多个定子铁芯(310)；第一组发电线圈(311)，所述第一组发电线圈中的每个都缠绕在第一部分的对应定子铁芯(310)上并且彼此串联连接；第二组发电线圈(311)，所述第二组发电线圈中的每个都缠绕在第二部分的对应定子铁芯(310)上并且彼此串联连接。

本发明的发电控制系统具有用于控制交流发电机(30)发电条件的发电控制装置(50)以由此控制需用于驱动交流发电机(30)的发电扭矩，其中将发电扭矩用于抑制曲轴(20)的旋转波动。本发明的发电控制系统还具有用于检测曲轴(20)的曲柄角和转子(33)的旋转位置的曲柄角检测模块(41)。

并且所述发电控制装置(50)取决于所述引擎的旋转速度(V_RT)和燃烧过程，选择多组发电线圈(311)中的至少一组进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述引擎的所述旋转速度(V_RT)低于预定值时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈(311)进行发电。另一方面，当所述引擎的所述旋转速度(V_RT)高于所述预定值时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)之一，以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈(311)之一进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程和/或压缩冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程的第二半冲程时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)之一，以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈(311)之一进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程和/或进气冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置(50)不选择所述发电线圈(311)以便切断发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，所述交流发电机(30)还包括第三组发电线圈(311)，所述第三组发电线圈(311)中的每个都缠绕在第三部分的对应定子铁芯(310)上并且彼此串联连接。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述引擎的所述旋转速度(V_RT)低于第一预定值时，所述发电控制装置(50)选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈(311)，以便在全部所述发电线圈(311)进行发电。当所述引擎的所述旋转速度(V_RT)高于所述第一预定值但低于第二预定值时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)，以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈(311)进行发电。以及当所述引擎的所述旋转速度(V_RT)高于所述第二预定值时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组发电线圈(311)，以便在所选的所述第一组发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程时，所述发电控制装置(50)选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈(311)，以便在全部所述发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程的第二半冲程时，所述发电控制装置(50)选择所述第一组和所述第二组发电线圈(311)，以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的压缩冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置(50)仅选择所述第一组发电线圈(311)，以便在所选的所述第一组发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程和/或进气冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置(50)不选择所述发电线圈(311)以便切断发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)具有预先准备的映射图，并且在所述映射图中，取决于所述引擎的所述旋转速度和所述燃烧过程决定发电模式，根据所述映射图选择所述发电线圈，以便在所选的发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)确定所述引擎的运行状态是否处于稳态。以及当所述引擎的所述运行状态处于稳态时，所述发电控制装置(50)选择多组发电线圈(311)中的至少一组。此外，当所述引擎的所述运行状态不处于稳态时，所述发电控制装置(50)选择全部发电线圈(311)以便在全部发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，在以上的发电控制系统中，所述发电控制装置(50)确定电池(60)的电池电压是否超过预定值，其中通过所述交流发电机(30)对所述电池进行充电。以及当所述电池电压低于所述预定值时，所述发电控制装置(50)选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈(311)，以便在全部所述发电线圈(311)进行发电。此外，当所述电池电压高于所述预定值时，所述发电控制装置(50)选择多组发电线圈(311)中的至少一组，以便在所选组的发电线圈(311)进行发电。

根据本发明的又一特征，一种交流发电机(30)包括；转子(33)，其连接到引擎的曲轴(20)并且由所述曲轴驱动；定子(31)，其布置在与所述转子(33)相对位置；磁场产生模块(32)，其设置在所述转子(33)和所述定子(31)之一上；多个定子铁芯(310)，其设置在所述转子(33)和所述定子(31)中另一个上；第一组发电线圈(311)，所述第一组发电线圈(311)的每个都缠绕在第一部分的对应定子铁芯(310)上并且彼此串联连接；以及第二组发电线圈(311)，所述第二组发电线圈(311)的每个都缠绕在第二部分的对应定子铁芯(310)上并且彼此串联连接。

根据本发明的发电控制系统具有发电控制装置(50)，用于控制所述交流发电机(30)的发电状态以由此控制用于驱动所述交流发电机(30)所需的发电扭矩，其中将所述发电扭矩用于抑制所述曲轴(20)的旋转波动。此外，根据本发明的发电控制系统具有曲柄角检测模块(41)，所述曲柄角检测模块(41)用于检测所述曲轴(20)的曲柄角和所述转子(33)的旋转位置。

当所述曲轴(20)处于预定曲柄角(CA_S)时，根据本发明的发电控制装置(50)计算(S102)所述引擎的旋转速度(V_RT)；计算(S103)在所述预定曲柄角(CA_S)处的所述旋转速度(V_RT)相对于目标旋转速度(V_TRG)的目标偏差(ΔH)，所述目标旋转速度取决于所述引擎的运行状态而设置；

根据本发明的发电控制装置(50)根据所述目标偏差(ΔH)，计算(S103)来自在所述引擎的每个燃烧循环中在所述第一组和所述第二组发电线圈(311)产生的多个交流输出波形的交流输出波形的目标数量(N_P)。以及所述发电控制装置(50)控制所述交流发电机(30)的所述发电状态，以使得在所述第一组和所述第二组发电线圈(311)产生的交流输出波形的数量变为交流输出波形的目标数量(N_P)。

根据本发明的发电控制装置(50)取决于所述引擎的所述旋转速度(V_RT)和燃烧过程，选择一组发电线圈(311)进行发电。

附图说明

图1是示出引擎轮廓的结构图，其中将本发明的发电控制装置应用到该引擎。

图2是示出发电机轮廓的平面图，其中将本发明的发电控制装置应用到该发电机。

图3是应用到根据本发明第一实施例的发电控制装置的控制流程图。

图4(a)是示出根据本发明第一实施例的发电控制装置运行的说明图。

图4(b)是用于决定交流输出波形的数量的表格，其中该表格被应用到根据本发明第一实施例的发电控制装置。

图5是用于决定交流输出波形的数量的另一表格，其中该另一表格被应用到根据本发明第一实施例的发电控制装置。

图6是示出根据本发明第一实施例的关于旋转速度波动的优点的特性图。

图7是应用到根据本发明第二实施例的发电控制装置的控制流程图。

图8(a)是示出根据本发明第三实施例的发电控制装置运行的说明图。

图8(b)是用于决定交流输出波形的数量的表格，其中该表格被应用到根据本发明第三实施例的发电控制装置。

图9是示出根据本发明第三实施例的关于旋转速度波动的优点的特性图。

图10是示出用于决定应用到本发明的目标旋转速度的示例的方框图。

图11是示出用于决定应用到本发明的目标旋转速度的另一示例的表格。

图12是示出根据第四实施例的用于决定发电优先顺序的方法的特性图。

图13是示出根据第五实施例的应用到发电控制装置的发电机轮廓的截面图，其中该发电机连接到引擎并由该引擎驱动。

图14(a)是示出应用到第五实施例的发电控制装置的发电机轮廓的截面图。

图14(b)是示出第五实施例中定子连接示例的等效电路图。

图15是示出第五实施例的发电控制装置的整体结构的等效电路图。

图16是示出发电扭矩的变化和与发电机旋转速度有关的发电极的比率之间关系的特性图，其中该发电机被应用于第五实施例的发电控制装置。

图17是示出第五实施例相对于比较示例的优点的特性图。

图18是示出作为比较示例示出的常规发电控制装置的问题的特性图。

图19(a)是示出第六实施例的定子连接示例的等效电路图。

图19(b)是示出根据第六实施例的发电控制装置整体结构的等效电路图。

图20是示出发电扭矩的变化和与发电机旋转速度有关的发电极的比率之间关系的特性图，其中该发电机被应用于第六实施例的发电控制装置。

图21是示出用于决定发电极的比率的方法的流程图，其中该方法被应用于第六实施例的发电控制装置。

图22是示出用于决定发电极的比率的方法的特性图，其中该方法被应用于第六实施例的发电控制装置。

图23是示出第六实施例相对于比较示例的优点的特性图。

图24是示出用于决定发电极的比率的方法的流程图，其中该方法被应用于第七实施例的发电控制装置。

具体实施方式

将本发明应用于交流发电机(ACG)的发电控制装置，该交流发电机(ACG)连接到引擎的曲轴并且通过曲轴旋转驱动以产生交流电。具体地，将本发明应用到包括具有转子(该转子具有磁场系统的永久磁铁)的永久磁铁型ACG的发电控制装置，并且将在ACG处产生的发电扭矩(用于驱动发电机所需的扭矩)用于抑制曲轴的旋转波动。将本发明优选地应用到发电控制装置以便在诸如少量燃料运行、空转运行等低速运行范围中进一步抑制旋转波动。

根据本发明第一至第四实施例的发电控制装置，在燃烧循环中在预定曲柄角时刻(例如紧接着爆燃冲程之后的时刻)通过旋转速度检测模块检测旋转速度，其中通过曲柄角检测模块检测预定曲柄角时刻。根据检测的旋转速度估计在一次燃烧循环中旋转速度的改变。通过用于决定交流输出波形的数量的模块决定在一次燃烧循环中交流输出波形的所需数量。根据发电的优先顺序，通过发电决定模块决定发电的ON-OFF模式以便可以获得对应于目标旋转速度的发电扭矩，其中为交流输出波形预先准备所述发电的优先顺序。根据以上的特征，立即将旋转速度控制得更接近目标旋转速度。

根据本发明的第五至第七实施例的发电控制装置，从多个定子铁芯选择用于发电的定子铁芯，该用于发电的定子铁芯形成ACG的发电极，以便在多个步骤控制发电扭矩。因此，可以根据取决于引擎旋转速度的变化的引擎扭矩在多个步骤中控制发电扭矩。因此，可以有效地抑制振动。

(第一实施例)

将参考图1和图2说明本发明的发电控制装置被应用到的内燃机10的轮廓、连接到引擎10的曲轴20、由引擎10驱动的ACG 30、用于控制引擎10燃烧的电子控制单元(ECU)40和用于控制ACG 30发电的发电控制装置50。

根据引擎10，通过管形气缸11、覆盖气缸11顶部的汽缸盖12和气缸11中的往复运动的活塞14限定燃烧室13。通过点燃进入燃烧室13中的压缩空气和燃料的混合物产生燃烧能。因此通过活塞14和连杆15将获得的燃烧能转换成曲轴20的旋转能。

在汽缸盖12中，提供了通过进气阀(未示出)打开和关闭的进气道、通过排气阀(未示出)打开和关闭的排气道、燃料喷射阀16和火花塞17。

燃烧循环由以下各项组成：进气阀门打开并且活塞14在向下方向运动以便将空气供给到燃烧室13的进气冲程、从燃料喷射阀16喷射燃料并且活塞14在向上方向运动的压缩冲程、通过火花塞17点燃混合物的爆燃冲程、和排气阀门打开的排气冲程。重复以上的燃烧循环以使曲轴20旋转。

将ACG 30连接到曲轴20。ACG 30由定子31、磁铁32、转子33和飞轮34组成。

如在图2中所示地，在定子31中，将多个定子线圈311缠绕在每个定子铁芯310上并且互相串联连接。将多个定子线圈布置成放射状。将多个磁铁32以旋转方向布置在定子31的外侧，使得S电极和N电极轮流地与定子31相对。将永磁铁用作磁铁32。

磁铁32和转子33根据连接到曲轴20的飞轮34的旋转而相对于定子31旋转，以便在定子线圈311中改变磁场以在ACG 30中产生交流电。

根据引擎10，曲轴20在具有进气冲程、压缩冲程、爆燃冲程和排气冲程的一次燃烧循环中旋转两次。ACG 30的交流电具有交流输出波形的循环(发电循环)，其循环次数为曲轴20每次旋转的定子31磁极数的一半。产生具有与曲轴20的旋转次数成比例的频率的电动势。

将诸如曲柄角“CA”、引擎的旋转次数“NE”、节流阀“SL”的打开度、引擎温度“TW”等信息输入ECU 40以便从曲柄角传感器41和那些诸如用于引擎旋转速度的传感器、节流阀传感器、引擎温度传感器等传感器(未示出)检测引擎10的运行状态。从ECU 40输出诸如点燃信号“IGt”、燃料喷射信号“FT”、泵驱动信号“FL”、节流阀打开和关闭信号“SL”等输出信号以便驱动和控制燃料喷射阀16、火花塞17、燃料泵18、节流阀19等。

将以预定间隔布置的多个检测部件(折射镜)411设置在飞轮34的外圆周。通过设置为曲柄角检测模块的曲柄角传感器41检测折射镜411。将曲柄角信号“S_CA”从曲柄角传感器41输出到ECU 40。由于在预定位置处折射镜411变薄，因此可以精确地检测曲柄角“CA”。

根据通过曲柄角传感器41检测的预定折射镜411的通过时间，也用作旋转速度计算模块的ECU 40可以计算引擎10的旋转速度“V_RT”。

此外，ECU 40决定交流输出波形的数量“N_P”以便通过发电控制装置50在ACG 30控制发电，该发电控制装置50是本发明的相关部分。ECU 40输出运行发电控制装置50的发电信号“S_GE”。

根据本实施例，在定子31中设置8个磁极。当在全部定子线圈处产生电功率时，对于转子的每次旋转，产生4个交流输出波形循环。由于对于一次燃烧循环，曲轴20旋转两次，所以对于一次燃烧循环产生8个交流输出波形循环。

本发明的发电控制装置50根据输入到ECU 40的曲柄角信号检测预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”。发电控制装置50根据发电控制方法(以下说明)选择交流输出波形的适当数量“N_P”。根据发电信号“S_GE”打开或闭合诸如例如晶闸管(thyristor)等开关设备52(其中取决于引擎10的目标旋转速度“V_TRG”输出该发电信号“S_GE”)，由此选择ACG 30的发电模式或ACG 30的非发电模式。将发电扭矩“TQ_GE”进行优化以便引擎旋转速度“V_RT”将被快速地恢复为引擎的目标旋转速度“V_TRG”。在当前申请中，将一个循环的交流输出波形称为一个交流输出波形。

另外，根据发电控制装置50，通过设置在该发电控制装置50中的调节器51将在ACG 30产生的交流电转换为直流电。不仅用直流电对电池60充电而且将直流电供应于诸如燃料喷射阀16、火花塞17、燃料泵“P_FL”18、节流阀“V_SL”19等传动(power-train)系统“PWR”的负载，以及诸如头灯、尾灯、方向指示灯等照明系统“LMP”的负载。

根据本实施例，将用于计算发电信号“S_GE”的计算部分设置在ECU 40中。然而，可以将用于根据曲柄角信号“S_CA”计算旋转速度“V_RT”、交流输出波形的数量“N_P”、发电信号“S_GE”等的计算部分设置在发电控制装置50的一侧，以便减少ECU 40的计算负担。

将参考图3说明应用到本发明相关部分的发电控制装置50的根据第一实施例的发电控制方法。

在步骤S101，确定通过曲柄角传感器41检测的曲柄角“CA”是否对应于预定曲柄角“CA_S”。当该曲柄角“CA”对应于预定曲柄角“CA_S”(该预定曲柄角“CA_S”是应该决定发电状态的曲柄角)时(在步骤S101为是)，过程转向步骤S102。在是其它曲柄角“CA”而不是预定曲柄角“CA_S”的情况下(在步骤S101为否)，过程转向步骤S104。

在步骤S102，通过旋转速度计算模块计算预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”，将其作为旋转速度以便控制。

根据基于节流阀打开度“SL”、引擎温度“TW”等的映射过程计算或根据其稳定状态下旋转速度的平均值等单独地计算取决于引擎10运行状态的目标旋转速度“V_TRG”。

然后，在步骤S103，通过目标偏差计算模块计算目标旋转速度“V_TRG”和在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”之间的目标偏差“ΔH”。根据目标偏差“ΔH”和电池电压“Vb”之间的映射过程，通过用于交流输出波形的波形数量决定模块而决定交流输出波形的数量“N_P”。以下将说明更详细的映射过程。

然后，在步骤S104，将在步骤S103决定的交流输出波形的数量“N_P”和在对应曲柄角“CA”处发电的优先顺序“N_PR”相互比较。当交流输出波形的数量“N_P”大于对应曲柄角“CA”发电的优先顺序“N_PR”时(在步骤S104为是)，过程转向其中发电信号“S_GE”转为ON的步骤S105，以便进行发电，并且发电电流“I_GE”流过定子线圈311。

另一方面，当交流输出波形的数量“N_P”小于对应曲柄角“CA”发电的优先顺序“N_PR”时(在步骤S104为否)，过程转向其中发电信号“S_GE”转为OFF的步骤S106，以便停止发电，并且发电电流“I_GE”被切断。

当通过曲柄角传感器41检测的曲柄角“CA”对应于不同于预定曲柄角“CA_S”的这些值时(在步骤S101为否)，过程转向步骤S104。然后，根据发电的优先顺序“N_PR”，决定在对应曲柄角“CA”是否需要发电。在该状态中，在不计算实际旋转速度“V_RT”的情况下进行以上的确定。

由于摩擦，在预定曲柄角“CA_S”处测量的旋转速度“V_RT”以恒定比率减少，仅可以通过测量在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”，估计取决于燃烧循环的旋转速度的改变。

当在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”低于目标旋转速度“V_TRG”时，ACG 30进入非发电模式以便抑制发电扭矩“TQ_GE”。另一方面，当在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”高于目标旋转速度“V_TRG”时，ACG 30进入发电模式以便增加发电扭矩“TQ_GE”。

对每个曲柄角信号“S_CA”执行以上的过程，以便一方面获得所需的发电量，而另一方面取决于引擎10的燃烧过程可以使发电扭矩“TQ_GE”优化。

根据本发明，取决于曲柄角“CA”变化地决定发电的“ON”和“OFF”，但是取决于预定曲柄角“CA_S”的旋转速度“V_RT”和目标旋转速度“V_TRG”之间的目标偏差“ΔH”，决定发电的控制模式。因此，可以避免发电的过度抑制，并且因此可以获得需要的发电量。因此，取决于实际旋转速度“V_RT”和目标旋转速度“V_TRG”之间的偏差最适当地控制发电。

根据本发明的发电控制装置50，通过SCR 52以ON-OFF方式(发电或非发电)仅仅控制ACG 30处产生的交流电正电压半波，这取决于发电信号“S_GE”而开始或停止，而不以ON-OFF方式对负电压半波控制(不在非发电模式控制)，以便获得稳定的发电量。

可代替地，可以将负电压半波分配给需要稳定供电的照明系统“LMP”的负载，而可以将正电压半波分配给电池60的充电和传动系统“PMR”的负载。

将参考图4(a)和图4(b)说明当应用于单缸引擎时，根据本发明第一实施例的发电控制装置50的优点。

如图4(a)中所示地，根据本发明，将紧接着每次燃烧循环的爆燃冲程之后的曲柄角“CA”设置为预定曲柄角“CA_S”，并且决定发电模式。

在单缸引擎中，在爆燃完成时使旋转速度“V_RT”最大化，而在压缩冲程中使旋转速度“V_RT”最小化。

此外，由于将ACG 30连接到曲轴20，在发电运行中产生发电扭矩。发电扭矩作为抑制曲轴20旋转的制动力。如虚线所指示地(作为比较示例1而示出)，不仅在本发明的发电控制装置50中而且在其它装置中，当在燃烧循环的全部冲程中产生电功率时，在进气冲程以及压缩冲程中旋转速度“V_RT”进一步减少。

在本发明的发电控制装置50中，根据来自ECU 40的发电信号“S_GE”，在低扭矩冲程期间停止发电。如实线所指示地(作为实施例1而示出)，当减少发电扭矩“TQ_GE”时，旋转速度“V_RT”的减少被相应地抑制，使得旋转速度“V_RT”接近目标旋转速度“V_TRG”。

在本发明中，示出目标旋转速度“V_TRG”和在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”之间的目标偏差“ΔH”为“30”的情况下的示例。

如图4(b)中所示地，当目标偏差“ΔH”为“30”时，根据在其中预先设置的目标偏差“ΔH”和交流输出波形的数量“N_P”之间关系的表格，将交流输出波形的数量“N_P”决定为“5”。

在一次燃烧循环中产生8个交流输出波形，且取决于燃烧冲程将“第一”到“第八”的发电优先顺序给予对应的交流输出波形。将与对应曲柄角相对应的发电的对应优先顺序“N_PR”与目标偏差“ΔH”相对应的交流输出波形的数量“N_P”进行比较。当发电的优先顺序“N_PR”小于交流输出波形的数量“N_P”时，将发电信号“S_GE”改为“ON”以允许发电。另一方面，当发电的优先顺序“N_PR”大于交流输出波形的数量“N_P”时，将发电信号“S_GE”改为“OFF”以禁止发电。对于发电的优先顺序“N_PR”，将较小数给予具有较高优先顺序的交流输出波形，而将较大数给予具有较低优先顺序的交流输出波形。

根据本发明，由于交流输出波形的数量“N_P”为“5”，所以允许在其中发电的优先顺序“N_PR”对应于“第一”到“第五”之一的曲柄角“CA”处的发电。另一方面，禁止在其中发电的优先顺序“N_PR”对应于“第六”到“第八”之一的曲柄角“CA”处的发电。

不将曲柄角信号“S_CA”用于在除了预定曲柄角“CA_S”之外的曲柄角处的旋转速度“V_RT”的计算，而仅用于交流输出波形的数量“N_P”和发电的优先顺序“N_PR”之间的比较。因此，可以减少计算负担。

在以上的实施例中，仅说明根据目标旋转速度“V_TRG”和在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度之间的目标偏差“ΔH”而决定交流输出波形的数量“N_P”的过程。然而，如图5中所示地，取决于需要的发电量可以调节相应目标偏差的交流输出波形的数量“N_P”，以抑制电池的耗尽或过度充电。

当电池电压“Vb”减少且需要增加发电时，校正交流输出波形的数量“N_P”以增加交流输出波形的数量“N_P”，以便增加发电量。当电池电压“Vb”足够高并且抑制过度的电池充电时，校正交流输出波形的数量“N_P”以便将其减少。

当旋转速度“V_RT”相对稳定时，参考图4(a)和图4(b)，说明根据本发明的基本发电控制方式。当由于例如燃料喷射装置的故障导致以不期望的方式改变旋转速度“V_RT”时，将参考图6说明优点。

在运行状态“P₁”的情况下(其中紧接着爆燃之后，在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”是相对稳定的)，根据以上说明的用于决定交流输出波形的数量的过程，将交流输出波形的数量“N_P”限制为“5”。然后，在从排气冲程到压缩冲程的时期中抑制发电扭矩“TQ_GE”时，获得需要的发电量，以便可以获得相对稳定的旋转速度“V_RT”。

在运行状态“P₂”的情况下(其中预定曲柄角“CA_S”的旋转速度“V_RT”大大减少)，由于目标偏差“ΔH₂”很大，所以将交流输出波形的数量“N_P”限制为“2”。然后，在爆燃冲程中将发电限制为仅两个波形。因此发电扭矩“TQ_GE”减少，且可以抑制在从排气冲程到压缩冲程时段中的旋转速度“V_RT”的显著减少。

在运行状态“P₃”的情况下(其中在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”略低于目标旋转速度“V_TRG”)，将交流输出波形的数量“N_P”限制为“4”。然后，获得某一等级的发电量，且在从排气冲程到压缩冲程的时段中抑制发电扭矩“TQ_GE”，以便可以获得相对稳定的旋转速度“V_RT”。

在运行状态“P₄”的状态下(其中在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”大大增加)，由于目标偏差“ΔH₄”很大，所以将交流输出波形的数量“N_P”增加为“7”。增加发电扭矩“TQ_GE”，因此可以立即使从排气冲程到压缩冲程的时段中的旋转速度“V_RT”更接近目标旋转速度“V_TRG”。

(第二实施例)

将参考图7说明根据第二实施例的发电控制方法。

在步骤S201，确定由曲柄角传感器41检测的曲柄角“CA”是否对应于预定曲柄角“CA_S”。当其对应于应该决定发电状态的曲柄角的预定曲柄角“CA_S”时(在步骤S201为是)，过程转向步骤S202。在为其它曲柄角“CA”而不是预定曲柄角“CA_S”的情况下(在步骤S201为否)，过程转向步骤S209。

在步骤S202，计算在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”。

根据基于节流阀打开度“SL”、引擎温度“TW”等的映射过程计算，或基于其稳定状态下旋转速度的平均值等独立地计算，取决于引擎10的运行状态的目标旋转速度“V_TRG”。

在步骤S203中，计算目标旋转速度“V_TRG”和在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”之间的目标偏差“ΔH”。决定取决于目标偏差“ΔH”预先设置的交流输出波形的数量“N_P”。

在步骤S204中，确定在步骤S203计算的目标偏差“ΔH”的正和负。当目标偏差“ΔH”为正时(在步骤S204为是)，过程转向步骤S205。当目标偏差“ΔH”为负时(在步骤S204为否)，过程转向步骤S207。

当目标偏差“ΔH”为正时(正数)，过程转向步骤S205。在步骤S205，将目标偏差“ΔH”与预定上限阈值“N_EH”进行比较。当目标偏差“ΔH”大于预定上限阈值“N_EH”时(在步骤S205为是)，过程转向步骤S206，其中增加交流输出波形的数量“N_P”。当目标偏差“ΔH”小于预定上限阈值“N_EH”时(在步骤S205为否)，过程转向步骤S209。

在步骤S204，当目标偏差“ΔH”为负时(负数)，过程转向步骤S207。在步骤S207，将目标偏差“ΔH”与预定下限阈值“N_EL”进行比较。当目标偏差“ΔH”低于预定下限阈值“N_EL”时(在步骤S207为是)，过程转向步骤S208，其中减少交流输出波形的数量“N_P”。当目标偏差“ΔH”高于预定下限阈值“N_EL”时(在步骤S207为否)，过程转向步骤S209。

换句话说，当目标偏差“ΔH”在高于下限阈值“N_EL”而低于上限阈值“N_EH”的范围中时，过程转向步骤S209，而不增加或不减少交流输出波形的数量“N_P”。

在步骤S209，将在步骤S206或S208决定的交流输出波形的数量“N_P”与在对应的曲柄角“CA”处发电的优先顺序“N_PR”进行比较。当交流输出波形的数量“N_P”大于发电的优先顺序“N_PR”时(在步骤S209为是)，过程转向步骤S210，其中将发电信号“S_GE”转换为“ON”以便进行发电。因此，发电电流“I_GE”流动。

另一方面，当交流输出波形的数量“N_P”小于发电的优先顺序“N_PR”时(在步骤S209为否)，过程转向步骤S211，其中将发电信号“S_GE”转换为“OFF”以便停止发电。因此，发电电流“I_GE”被切断。

在步骤S201，当曲柄角“CA”处于除预定曲柄角“CA_S”之外的这种角时(在步骤S201为否)，过程转向步骤S209而不计算实际旋转速度“V_RT”。然后，取决于发电的优先顺序“N_PR”确定对应曲柄角“CA”发电的需要。

由于摩擦，在预定曲柄角“CA_S”处测量的旋转速度“V_RT”以恒定比率减少，仅可以通过测量在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”，估计取决于燃烧循环的旋转速度的改变。

当在预定曲柄角“CA_S”的旋转速度“V_RT”低于目标旋转速度“V_TRG”时，ACG 30进入非发电模式以抑制发电扭矩“TQ_GE”。另一方面，当在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”高于目标旋转速度“V_TRG”时，ACG30进入发电模式以增加发电扭矩“TQ_GE”。

对每个曲柄角信号“S_CA”执行以上过程，使得一方面获得需要的发电量，另一方面根据引擎10的燃烧过程可以使发电扭矩“TQ_GE”优化。

根据本发明的发电控制方法，取决于目标偏差“ΔH”的偏差范围增加或减少交流输出波形的数量“N_P”以增加或减少增加或减少发电扭矩“TQ_GE”量。因此除了第一实施例的优点之外，可以立即使旋转速度“V_RT”更接近目标旋转速度“V_TRG”。

(第三实施例)

将参考图8(a)和图8(b)说明当应用于两个气缸引擎时，根据本发明的发电控制装置50的优点。可以或者将第一实施例的发电控制方法或者将第二实施例的发电控制方法应用于第三实施例。

在单杠引擎的燃烧循环中，将紧接着爆燃之后的曲柄角设置为预定曲柄角“CA_S”，并且测量在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”。在双缸引擎的情况下，当在一个气缸中进行爆燃时，使旋转速度最大化。因此，在每个燃烧循环中，产生两次旋转速度“V_RT”的峰值。

当在两个气缸之一的燃烧循环中进行爆燃时，将紧接着爆燃之后的曲柄角设置为在其上测量旋转速度“V_RT”的预定曲柄角“CA_S”。如图8(a)中所示地，根据本实施例，将从“第一”到“第四”发电的优先顺序“N_PR”分配给四个交流输出波形。将取决于目标偏差“ΔH”从“0”到“4”范围中决定的交流输出波形的数量“N_P”与发电的优先顺序“N_PR”进行比较，以便由ACG 30决定发电的需要。

在其中旋转速度“V_RT”接近目标旋转速度“V_TRG”并且相对稳定运行状态“P₁”的情况下，将交流输出波形的数量“N_P”决定为“2”并且输出发电信号“S_GE”。因此，允许在这种发电的优先顺序“N_PR”较高的曲柄角时段中进行发电，即在气缸A的排气冲程的第二半冲程和进气冲程的第二半冲程中进行发电。在其中优先顺序较低的排气冲程和进气冲程的第一半冲程限制发电。

在其中由于例如在另一气缸B中过度的燃料喷射，旋转速度“V_RT”高于目标旋转速度“V_TRG”的运行状态“P₂”的情况下，将交流输出波形的数量“N_P”决定为“4”。因此，在从另一气缸B的排气冲程到进气冲程的整个曲柄角时段中允许发电。因此，增加发电扭矩“TQ_GE”并且可以将旋转速度“V_RT”立即控制为目标旋转速度“V_TRG”。

如在图9中所示地，在将本发明的发电控制装置50应用于两个气缸引擎的情况下，在一次燃烧循环中仅计算两次在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”以决定交流输出波形的适当数量“N_P”。因此，取决于预定曲柄角“CA_S”的旋转速度“V_RT”和目标旋转速度“V_TRG”之间的偏差以及发电的优先顺序“N_PR”而控制发电。可以立即将旋转速度“V_RT”变到目标旋转速度“V_TRG”。

在下文中将说明可以在以上实施例中通常使用的用于优选地设置目标旋转速度“V_TRG”的示例。

在旋转速度“V_RT”稳定的情况下，多次测量在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT(i)”。因此，通过以下公式1中的平均过程计算目标旋转速度“V_TRG”。

[公式1]

V_TRG＝∑V_RT(i)/(n+1)，(i＝0，1，2，...n)

可代替地，通过节流阀打开度“SL和在以下公式2中计算的平均旋转速度“V_RTA”之间的映射处理可以获得根据齿数比(gear ratio)校正的目标旋转速度“V_TRG”。

[公式2]

V_RTA＝∑V_RT(i)/(n+1)，(i＝0，1，2，...n)

如图10中所示地，根据齿数比选择预先准备的检索映射图(retrievalmap)。在像关于平均旋转速度“V_RTA”的轮廓线的映射图中指示等速曲线。通过节流阀打开度“SL”和等速曲线之间的交点决定目标旋转速度“V_TRG”。然后，校正目标偏差“ΔH”并且决定交流输出波形的数量“N_P”。

在节流阀打开度“SL”大于平均旋转速度“V_RTA”的情况下，通过增加旋转速度而校正目标旋转速度“V_TRG”以便反映驾驶员的目的。在节流阀打开度“SL”小于平均旋转速度“V_RTA”的情况下，通过减少旋转速度而校正目标旋转速度“V_TRG”。

另外，在提供用于控制空转运行中的旋转速度的ISC(空转速度控制器)(未示出)的情况下，可以根据图11中示出的引擎温度“TW”校正目标旋转速度“V_TRG”，这与ISC的方式相同，。

(第四实施例)

在以上的实施例中，说明根据在一次燃烧循环中8次产生交流输出波形的ACG 30示例。然而，本发明的发电控制装置不受发电机的电极数的限制。

根据第四实施例，例如，定子31具有16个磁极，所以在其一次旋转中8次产生交流输出波形，这是磁极数量的一半。由于在一次燃烧循环中旋转两次曲轴20，所以在一次燃烧循环中16次产生交流输出波形。

因此，为16个波形决定发电的优先顺序“N_PR”。根据与以上实施例的相同方式，基于在预定曲柄角“CA_S”处的旋转速度“V_RT”与目标旋转速度“V_TRG”之间的偏差“ΔH”决定交流输出波形的所需数量“N_P”。通过交流输出波形的数量“N_P”和发电的优先顺序“N_PR”之间的比较决定在每个曲柄角“CA”处需要的发电。由此进行发电控制。

在具有16个磁极的发电机的情况下，在每个燃烧冲程中(即排气冲程、进气冲程、压缩冲程和爆燃冲程)将曲柄角分成四个。将从“第一”到“第十六个”发电的优先顺序“N_PR”分配给对应的交流输出波形。在图12中示出当使用具有16个磁极的发电机时，发电的优先顺序“N_PR”的示例。

在以上的实施例中，将ACG 30说明为仅具有发电功能。当使用具有发电和起动器功能的ACG起动器时，同样可以应用本发明。此外，在以上的实施例中，将ACG 30说明为这种单相发电机。然而，同样可以使用三相交流发电机。

将第一实施例的发电控制方法和第二实施例的发电控制方法中的每一个应用于连接到单缸引擎的发电机和连接到多缸引擎的发电机中的任一个。

(第五实施例)

将参考图13到15说明根据本发明第五实施例的发电控制装置50的轮廓、根据应用到本发明发电控制装置50的ACG 30以及驱动ACG 30的引擎10的轮廓。

发电控制装置50由以下部件组成：ACG 30；为本发明相关部分并且决定发电极的发电极选择模块(ACU)120；用于对电池(BT)60、照明系统的负载(LMP)160和传动系统的负载(LD)170的供电进行控制的调节器51；和根据引擎10的运行状态控制ACU 120并控制引擎10的电子控制单元(ECU)40。

如在图13中所示地，根据引擎10，通过管形气缸11、覆盖气缸11顶部的汽缸盖12和在气缸11中的往复运动的活塞14限定燃烧室13。通过点燃进入燃烧室13的压缩空气和燃料的混合物产生燃烧能。因此通过活塞14和连杆15，将获得的燃烧能转换为曲轴20的旋转能。在曲轴20处设置平衡物(counterweight)21以便辅助活塞14的往复运动。

在汽缸盖12中，提供通过进气阀(未示出)打开和关闭的进气道、通过排气阀(未示出)打开和关闭的排气道、燃料喷射阀16和火花塞17。

燃烧循环由以下各项组成：进气阀打开且活塞14在向下方向运动以将空气供给到燃烧室13的进气冲程、从燃料喷射阀16喷射燃料且活塞14在向上方向运动的压缩冲程、通过火花塞17点燃混合物的爆燃冲程、和排气阀打开的排气冲程。重复以上燃烧循环以便使曲轴20旋转。将ACG 30连接到曲轴20，以便通过曲轴20的旋转使ACG 30旋转。

如在图14(a)中所示地，ACG 30由定子31、转子33和飞轮34构成。

用定子线圈311形成定子31，定子线圈311中的每个都缠绕在对应的定子铁芯310上。多个定子铁芯310以放射状布置在曲轴20的外圆周。如以下说明地，将定子铁芯310上缠绕的多个定子线圈311以串联连接。在定子31的外侧在旋转的方向上布置磁铁32N和32S，将其作为磁场系统，其中交替布置磁铁32N和32S的N磁极和S磁极，以便面对定子铁芯310。将永久磁铁用作磁铁32N和32S。

根据连接到曲轴20的飞轮34的旋转，磁铁32N和32S以及转子33相对于定子31旋转，使得磁场在定子线圈311中改变以在ACG 30中产生交流电。在本实施例中，示出了定子31具有16个磁极(发电极)的示例。可以将发电模式从其中将全部发电极选择用于发电的状态(P_H)切换到其中选择由黑圈指示的这种发电极的状态(P_L)，反之亦然。

如在图14(b)中所示地，根据本实施例，将第一组定子线圈311串联到第二组定子线圈311，其中该第一组定子线圈311由每隔一个串联的奇数号码的定子线圈311(1，3，5...15)构成，该第二组定子线圈311由每隔一个串联的偶数号码的定子线圈311(2，4，6...16)构成。

通过仅选择用于发电的第一组奇数号码的定子线圈311(1，3，5，...15)形成其中线圈的绕组匝数(number of winding turn)较小的短绕组发电极“P_L”。通过选择用于发电的第一组奇数号码的定子线圈311(1，3，5，...15)和第二组偶数号码的定子线圈311(2，4，6，...16)形成其中线圈的绕组匝数较大的长绕组发电极“P_H”。

在引擎10中，在由进气、压缩、爆燃和排气冲程构成的一次燃烧循环期间，曲轴20旋转两次。

ACG 30具有发电循环，该发电循环对应于在曲轴20一次旋转中定子31的发电极的数量的一半。ACG 30产生具有与曲轴20的旋转速度成比例的频率的电动势。

将诸如曲柄角“CA”、旋转速度“V_RT”、节流阀的打开度、引擎温度等信息输入ECU 40，以便根据诸如曲柄角传感器41、节流阀传感器、引擎温度传感器、电池电压传感器等传感器SEN，检测引擎10的运行状态。从ECU 40输出诸如点火信号“IGt”、燃料喷射信号“FI”、泵驱动信号“FL”、节流阀打开和关闭信号“SL”等输出信号以便驱动和控制诸如燃料喷射阀16、火花塞17、燃料泵、节流阀19等传动系统的负载170。

在飞轮34的外圆周设置以预定间隔布置的多个检测部件(折射镜)411。通过作为燃烧循环检测模块而提供的曲柄角传感器41检测折射镜411。将曲柄角信号“S_CA”从曲柄角传感器41输出到ECU 40。由于在预定位置使折射镜411变薄，所以可以准确地检测曲柄角“CA”。

根据通过曲柄角传感器41检测的预设折射镜411的通过时间，ECU 40可以计算引擎10的旋转速度“V_RT”。

如在图15中所示地，为本发明相关部分的ACU 120由诸如晶闸管等多个开关部件SCR_1L和SCR_1H等构成以用于通过开关操作选择短绕组发电极“P_L”或者长绕组发电极“P_H”。ACU 120还由开关部件控制模块(SCU)121构成，后者用于根据来自ECU 40的发电信号“S_GE”而开始或停止开关部件SCR_1L和SCR_1H。

ACU 120可以通过开关部件SCR_1L和SCR_1H的开关操作，选择三个运行模式之一，该三个运行模式包括短绕组发电极“P_L”、长绕组发电极“P_H”和发电停止。因此可以在多个步骤对发电的控制以及施加到曲轴20作为制动力的发电扭矩“TQ_GE”进行控制。

当通过SCU 121开启开关部件SCR_1H和SCR_1L时，选择发电停止的运行模式。当通过SCU 121开启开关部件SCR_1H并且关掉开关部件SCR_1L时，执行短绕组发电极“P_L”的运行模式(其中选择发电极的一部分以用于发电)。当通过SCU 121关掉开关部件SCR_1H并且开启开关部件SCR_1L时，执行长绕组发电极“P_H”的运行模式(其中选择全部发电极以用于发电)。

通过调节器(REG)51对ACU 120选定的发电极处产生的交流电进行整流。

REG 51由以下各项构成：照明控制电路(LCU)131，用于通过开关部件SCR₂的开关操作而控制对诸如头灯、尾灯、方向指示灯等照明系统的负载(LMP)160的供电。REG 51还具有用于通过开关部件SCR₃的开关操作而控制对电池(BT)60合适的充电操作以及控制对诸如燃料喷射器16、火花塞17等传动系统的负载170的供电的电池系统控制电路(BCU)132。将在ACG 30产生的交流电的负电功率供给LMP 160，而将正电功率供给BT 60和LD 170。

计算部分(CPU)根据输入到ECU 40的曲柄角信号“S_CA”、电池电压“+B”等计算旋转速度“V_RT”、发电信号“S_GE”等。

通常可以将ECU 40中内建的CPU用作用于以上计算部分的CPU。可以将CPU分别设置在ACU 120或REG 51中以便减少ECU 40的计算负担。

通常，ACG 30在曲轴20的每次旋转中产生与发电极的数量的一半相对应的循环数量的电功率，其中电动势具有与曲轴20的旋转速度“V_RT”成比例的频率。已知当ACG 30的电极的数量增加时，与电动势成比例地相应增加发电扭矩“TQ_GE”。

然而，如在图16中所示地，根据发明人进行的试验，发明人已经发现以下的事实。在其中曲轴20的旋转速度“V_RT”低于预定旋转速度(例如4500rpm)的范围中，其中一半数量的发电极产生电功率的短绕组发电极“P_L”(在下文中被称为低速短绕组发电扭矩)的运行模式中的发电扭矩“T_LL”变得低于其中全部多个发电极产生电功率的长绕组发电极“P_H”(在下文中被称为低速长绕组发电扭矩)的运行模式中的发电扭矩“T_HL”。在其中曲轴20的旋转速度“V_RT”高于预定旋转速度的范围中，短绕组发电极“P_L”(在下文中被称为高速短绕组发电扭矩)的运行模式中的发电扭矩“T_LH”变得高于长绕组发电极“P_H”(在下文中被称为高速长绕组发电扭矩)的运行模式中的发电扭矩“T_HH”。

因此，在通过使用在ACG 30产生的发电扭矩“TQ_GE”而放宽对旋转速度“V_RT”的快速改变的限制、并且抑制在引擎10的燃烧循环中产生的旋转波动引起振动的情况下，当根据从长绕组发电极“P_H”到短绕组发电极“P_L”(反之亦然)旋转速度而切换运行模式时，可以期望通过发电扭矩“TQ_GE”改善抑制振动的效果，以由此在多个步骤中控制发电扭矩“TQ_GE”。

将参考图17说明本实施例的优点。

图17是以高速运行的时序图，其中引擎10的旋转速度高于预定旋转速度。在使用本发明的发电控制装置50的情况下，瞬时旋转速度“V_RT”的改变显示为实施例5。在使用以下说明的常规发电控制装置的情况下，瞬时旋转速度(即旋转速度)的改变显示为比较示例4。

根据曲柄角信号“S_CA”通过ECU 40计算旋转速度“V_RT”，其中该曲柄角信号“S_CA”是根据引擎10的燃烧过程从曲柄角传感器41输出的。

由于在燃烧循环的爆燃冲程中引擎扭矩很大，所以允许(进行)ACG 30发电以便获得需要的发电量，选择发电极以便增加发电扭矩“TQ_GE”并且因此抑制旋转速度“V_RT”的波动。

由于在爆燃的初始阶段中旋转速度“V_RT”低于预定旋转速度，通过来自ECU 40的发电信号“S_GE”选择长绕组发电极“P_H”，使得定子31的全部发电极处于发电的状态中。因此，产生在一次燃烧循环中具有16个峰值循环的发电电流“I_GE”。

在该状态中，根据与比较示例4相似的方式，将高速长绕组发电扭矩“T_HH”施加到曲轴20作为在制动方向上的发电扭矩“TQ_GE”。

当爆燃冲程继续并且旋转速度“V_RT”变得高于预定旋转速度时，通过发电信号“S_GE”选择短绕组发电极“P_L”，使得50％的定子31处于发电的状态中。因此，产生在一次燃烧循环中具有8个峰值循环的发电电流“I_GE”。

在该状态中，将大于高速长绕组发电扭矩“T_HH”的高速短绕组发电扭矩“T_LH”施加到曲轴20作为制动方向上的发电扭矩“TQ_GE”。

因此，由于与比较示例4进行比较，更大地抑制旋转速度“V_RT”的增加，所以最大旋转速度与最小旋转速度之间的差值变得更小，并且因此可以抑制由于旋转波动导致的振动的产生。

另外，当爆燃过程从爆燃冲程到排气冲程运动时，由于摩擦在爆燃冲程结束时变为最大的旋转速度“V_RT”逐渐减少。在该状态中，通过发电信号“S_GE”切断发电。可以防止发电扭矩“TQ_GE”可能叠加于其上的旋转速度“V_RT”的减少。

另外，当燃烧过程从排气冲程运动到进气冲程时，由于设置在曲轴20上的平衡物21的质心移位而瞬时地增加旋转速度“V_RT”。

当在旋转速度逐渐减少的时段期间发生旋转速度“V_RT”瞬时增加时，可以产生大的振动。

然而，在以上状态中通过发电信号“S_GE”选择短绕组发电极“P_L”。将大于高速长绕组发电扭矩“T_HH”的高速短绕组发电扭矩“T_LH”施加到曲轴。由此抑制旋转速度“V_RT”的瞬时增加并且可以有效地抑制振动。

此外，通过进气冲程中的摩擦进一步减少旋转速度“V_RT”。由于在该状态中通过发电信号“S_GE”切断发电，可以防止通过发电扭矩“TQ_GE”可能叠加于其上的旋转速度“V_RT”的减少。

当燃烧过程进一步从进气冲程运动到压缩冲程时，由于可以引起振动的平衡物21的质心移位而轻微地增加旋转速度“V_RT”。

在该状态中，旋转速度“V_RT”变得低于预定旋转速度。由于通过发电信号“S_GE”选择长绕组发电极“P_H”，所以将小于高速短绕组发电扭矩“T_LH”的高速长绕组发电扭矩“T_HH”施加到曲轴。

因此，抑制旋转速度“V_RT”的轻微增加，并且可以有效地抑制可能从进气冲程到压缩冲程的切换时段中产生的振动。

此外，由于在压缩冲程最后阶段中的摩擦进一步减少旋转速度“V_RT”。由于在该状态中通过发电信号“S_GE”切断发电，所以可以防止通过发电扭矩“TQ_GE”可能叠加于其上的旋转速度“V_RT”的减少。

如以上地，当使用本发明的发电控制装置50时，可以使每个燃烧循环中的旋转波动小于比较示例4。因此，发现可以抑制振动的产生。

现在，将参考图18说明作为比较示例4示出的常规发电控制装置的问题。

即使在常规控制装置中，在燃烧过程中也需要在发电和非发电之间进行切换，以便为了抑制旋转波动的目的而使用发电扭矩“TQ_GE”。

然而，由于这仅仅是在发电和非发电之间的二元控制，所以作为制动力施加到曲轴20的发电扭矩“TQ_GE”始终独立于旋转速度“V_RT”的改变。因此，当引擎以高速运行时，引擎扭矩很大，且利用发电扭矩“TQ_GE”抑制振动的效果很小。

(第六实施例)

将参考图19至23说明根据本发明第六实施例的发电控制装置50a。在本实施例中，由于以上实施例的相同附图标记用于相同或相似的结构，所以省略重复的说明并且将仅说明不同的部分。

在以上的实施例中，通过在三个步骤之间切换进行发电控制：即，ACG30的发电停止、在其中使用定子31的100％的发电极的长绕组发电极“P_H”的发电、以及在其中使用定子31的50％的发电极的短绕组发电极“P_L”的发电。

本实施例在以下方面不同于以上实施例。如在图19(a)中所示地，如此连接定子线圈311以便用四个步骤控制发电：即，ACG 30a的发电停止、在其中使用定子31的100％的发电极的长绕组发电极“P_H”的发电、在其中使用定子31的65％的发电极的中绕组发电极“P_M”的发电、以及在其中使用定子31的50％的发电极的短绕组发电极“P_L”的发电。如在图19(b)中所示地，ACU 120a具有用于根据来自ECU 40的发电信号“S_GE”打开或关闭开关部件SCR_1H、SCR_iM和SCR_1L的SCU 121a，以便用四个步骤控制运行模式，该四个步骤包括发电停止、长绕组发电极“P_H”的发电、中绕组发电极“P_M”的发电、以及短绕组发电极“P_L”的发电。根据旋转速度“V_RT”，更细致地控制发电扭矩“TQ_GE”。

如在图20中所示地，发明人已经通过试验确认了以下几点。

在其中曲轴20的旋转速度“V_RT”低于预定旋转速度(例如3800rpm)的低速范围中，中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_ML”(低速中绕组发电扭矩)变得低于长绕组发电极“P_H”的发电扭矩“T_HL”(低速长绕组发电扭矩)，且短绕组发电极“P_L”的发电扭矩“T_LL”(低速短绕组发电扭矩)变得低于中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_ML”(低速中绕组发电扭矩)。

在其中曲轴20的旋转速度“V_RT”高于预定旋转速度的中速范围中，中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_MM”(中速中绕组发电扭矩)变得高于长绕组发电极“P_H”的发电扭矩“T_HM”(中速长绕组发电扭矩)，且短绕组发电极“P_L”的发电扭矩“T_LM”(中速短绕组发电扭矩)变得低于中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_MM”(中速中绕组发电扭矩)。

在其中曲轴20的旋转速度“V_RT”高于另一预定旋转速度(例如6000rpm)的高速范围中，中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_MH”(高速中绕组发电扭矩)变得高于长绕组发电极“P_H”的发电扭矩“T_HH”(高速长绕组发电扭矩)，且短绕组发电极“P_L”的发电扭矩“T_LH”(高速短绕组发电扭矩)变得高于中绕组发电极“P_M”的发电扭矩“T_MH”(高速中绕组发电扭矩)。

因此，取决于旋转速度“V_RT”，发电信号“S_GE”在四个运行模式之一中切换，该四个运行模式包括不发电、长绕组发电极“P_H”的发电、中绕组发电极“P_M”的发电、以及短绕组发电极“P_L”的发电。因此在多个步骤中更细致地控制发电扭矩“TQ_GE”。可以期望通过发电扭矩“TQ_GE”抑制振动的效果的增加。

在图21中作为流程图示出了可以用于本实施例的发电控制装置50a的发电控制示例。

在步骤S600中，根据通过运行状态检测模块检测的信息(诸如节流阀打开度)，检测引擎10的运行状态(引擎运行)。

在步骤S601中，稳态确定部分确定引擎是否运行在稳态。在稳态的情况下，确定为是，且过程转向步骤S602。在诸如速度增加时刻、速度减少时刻等非稳态的情况下，确定为否，且过程转向步骤S605。

在步骤S602中，根据曲柄角信号“S_CA”检测旋转速度“V_RT”，然后过程转向步骤S603。

在步骤S603中，根据曲柄角信号“S_CA”检测曲柄角“CA”以便检测引擎正运行在燃烧循环的哪个冲程即爆燃、排气、进气和压缩冲程中。然后，过程转向步骤S604。

在步骤S604中，根据旋转速度“V_RT”和曲柄角“CA”决定发电极的数量，以便获得对应于旋转速度的合适的发电扭矩。即选择以下模式(即非发电、短绕组发电极“P_L”发电、以及中绕组发电极“P_M”发电)之一以便用多个步骤控制发电扭矩“TQ_GE”。因此进行发电控制以便有效地抑制振动。

在速度增加时刻中，引擎扭矩很大并且发电扭矩的影响很小，而在速度减少时刻时，发电扭矩用于对引擎运行制动。因此，在步骤S605中，在以上情况之一下，选择长绕组发电极“P_H”，以便在全部发电极进行发电使得保持需要的发电量。

根据本发明，在图22中示出根据曲柄角信号“S_CA”和旋转速度“V_RT”选择发电信号“S_GE”的示例。

根据本发明，在其中根据曲柄角信号“S_CA”计算的旋转速度“V_RT”高于例如4500rpm的高速范围中，在爆燃冲程中选择短绕组发电极“P_L”，以便将50％的发电极用于发电。在排气冲程的初始阶段中停止发电，而在排气冲程的最后阶段中选择中绕组发电极“P_M”，以便将65％的发电极用于发电。在进气冲程中切断发电。在压缩冲程的初始阶段中选择长绕组发电极“P_H”，以便将100％的发电极用于发电。

另一方面，在其中根据曲柄角信号“S_CA”计算的旋转速度“V_RT”低于例如4500rpm的低速范围中，选择长绕组发电极“P_H”，以便将100％的发电极用于发电。在排气冲程的初始阶段中停止发电，而在排气冲程的最后阶段中选择中绕组发电极“P_M”，以便将65％的发电极用于发电。在进气冲程中切断发电。在压缩冲程的初始阶段中选择短绕组发电极“P_L”，以便将50％的发电极用于发电。

如上所述，预先准备映射图，其中根据引擎10的燃烧特性为对应的旋转速度决定发电极，并且根据映射图且根据旋转速度在多个步骤中控制发电极。因此，实现发电控制装置，这具有抑制振动的特性。

在图23中，通过实线指示第六实施例的效果，而通过虚线指示第五实施例的效果。根据本实施例，可以比第五实施例更细致地控制发电扭矩“TQ_GE”并且因此可以进一步抑制旋转波动。

(第七实施例)

在图24中将应用于第七实施例发电装置的发电控制表示为流程图。

在以上的第五和第六实施例中，根据燃烧过程和旋转速度“V_RT”之间的关系选择发电极。本实施例不同于以上实施例，其在于：还考虑电池电压“+B”以便提高用于抑制振动的效果，并且取决于电池耗损选择发电极。

在步骤S700中，基于节流阀的打开度等检测引擎10的运行状态(即引擎运行)。

在步骤S701中，确定引擎运行是否处于稳态。在稳态的情况下，确定为是，并且过程转向步骤S702。在诸如速度增加时刻、速度减少时刻等非稳态的情况下，确定为否，且过程转向步骤S707。

在步骤S702中，检测电池电压“+B”。

在步骤S703中，确定电池电压“+B”是否大于阈值，以由此确定发电量是否受到限制。当电池电压“+B”大于阈值时，确定为是，且过程转向步骤S704。当电池电压“+B”小于阈值时，确定为否，且过程转向步骤S707。

在步骤S704中，根据曲柄角信号“S_CA”检测旋转速度“V_RT”，然后过程转向步骤S705。

在步骤S705中，根据曲柄角信号“S_CA”检测曲柄角“CA”，以便检测引擎正运行在燃烧循环的哪个冲程即爆燃、排气、进气和压缩冲程中。然后，过程转向步骤S706。

在步骤S706中，根据旋转速度“V_RT”和曲柄角“CA”决定发电极的数量，以便获得对应于旋转速度的合适的发电扭矩。即选择以下模式(即非发电、短绕组发电极“P_L”发电和中绕组发电极“P_M”发电)之一以便在多个步骤中控制发电扭矩“TQ_GE”。因此进行发电控制以便有效地抑制振动。

在速度增加时刻处，引擎扭矩很大并且发电扭矩的影响很小，而在速度减少时刻时，发电扭矩用于对引擎运行制动。当电池电压减少时，首先进行发电。因此，在步骤S707，在以上状态之一中选择长绕组发电极“P_H”以在全部发电极处进行发电以由此保持需要的发电量。

本发明不应该限于以上实施例，而是可以在不脱离本发明精神的情况下以各种方式进行修改，根据取决于旋转速度选择用于ACG 30发电的发电电极，并且在多个步骤中控制发电扭矩，以便抑制连接到ACG的引擎的振动。

例如，在以上的实施例中，说明具有16个发电极的ACG 30或30a的示例。当在多个步骤中切换运行模式(在非发电、其中全部8个电极发电的长绕组发电极“P_H”的发电、以及其中4个电极(8个电极的一半)发电的短绕组发电极“P_L”的发电模式之中)时，可以将抑制振动的相同效果用于具有8个发电极的ACG。

在以上的实施例中，将ACG表示为仅具有发电功能。当使用具有发电功能和定子的ACG定子时，同样可以应用本发明。此外，在以上的实施例中，将ACG说明为这种单相发电机。然而，同样可以使用三相交流发电机。

优选地将本发明的发电控制装置用于发电机的发电控制方法，该发电机被连接到单缸引擎或双缸引擎。然而，也可以将本发明应用于连接到多缸引擎的发电控制方法。

而且，可以将以上本发明的第五到第七实施例与本发明的第一到第四实施例进行组合。

Claims (23)

1.一种发电控制系统，包括：

交流发电机（30），具有连接到引擎的曲轴（20）并且由所述曲轴驱动的转子（33）、布置在与所述转子（33）相对位置的定子（31）、设置在所述转子（33）和所述定子（31）之一上的磁场产生模块（32）和设置在所述转子（33）和所述定子（31）中另一个上的多个发电线圈（311）；以及

发电控制装置（50），用于控制所述交流发电机（30）的发电状态以由此控制用于驱动所述交流发电机（30）所需的发电扭矩，

其中将所述发电扭矩用于抑制所述曲轴（20）的旋转波动，以及

其中所述发电控制系统的特征在于：

所述发电控制系统具有用于检测所述曲轴（20）的曲柄角和所述转子（33）的旋转位置的曲柄角检测模块（41）；

所述发电控制装置（50）根据来自所述曲柄角检测模块（41）的检测信号确定所述曲轴（20）的所述曲柄角；

当所述曲轴（20）的曲柄角为预定曲柄角（CA_S）时，所述发电控制装置（50）计算（S102）所述引擎的旋转速度（V_RT）；

所述发电控制装置（50）计算（S103）在所述预定曲柄角（CA_S）处的所述旋转速度（V_RT）相对于目标旋转速度（V_TRG）的目标偏差（ΔH），所述目标旋转速度取决于所述引擎的运行状态而设置；

所述发电控制装置（50）根据所述目标偏差（ΔH），计算（S103）来自在所述引擎的每个燃烧循环中在所述发电线圈（311）产生的多个交流输出波形的交流输出波形的目标数量（N_P）；以及

所述发电控制装置（50）控制所述交流发电机（30）的所述发电状态，以使得在所述发电线圈（311）产生的交流输出波形的数量变为交流输出波形的目标数量（N_P）。

2.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中

根据所述曲柄角，将优先顺序（N_PR）给予在所述引擎的每个燃烧循环中在所述发电线圈（311）产生的所述多个交流输出波形中的每个，

将所述优先顺序（N_PR）与所述交流输出波形的所述目标数量（N_P）进行比较（S104），以及

当所述优先顺序小于所述目标数量时，在这种发电线圈（311）进行发电。

3.根据权利要求2所述的发电控制系统，其中

当所述优先顺序大于所述目标数量时，所述发电控制装置（50）切断每个交流输出波形的半波的输出。

4.根据权利要求3所述的发电控制系统，其中

当所述引擎的燃烧过程处于进气冲程和/或压缩冲程时，所述发电控制装置（50）切断这种在所述进气冲程和/或所述压缩冲程中产生的交流输出波形的半波的输出。

5.根据权利要求3所述的发电控制系统，其中

当所述目标偏差（ΔH）超过预定值（ΔH₂）时，所述发电控制装置（50）切断在一个对应的燃烧循环中产生的全部交流输出波形的半波的输出。

6.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中

所述发电控制装置（50）根据所述引擎的温度校正所述目标旋转速度（V_TRG）。

7.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中

所述发电控制装置（50）检测电池（60）的电池电压，其中通过所述交流发电机（30）对所述电池进行充电，以及

所述发电控制装置（50）根据检测的电池电压校正交流输出波形的所述目标数量（N_P）。

8.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中

通过从在所述预定曲柄角（CA_S）处的所述旋转速度（V_RT）减去所述目标旋转速度（V_TRG）计算所述目标偏差（ΔH），

当所述目标偏差（ΔH）为正数并且大于预定上限阈值（N_EH）时，增加交流输出波形的所述目标数量（N_P），以及

当所述目标偏差（ΔH）为负数并且小于预定下限阈值（N_EL）时，减少交流输出波形的所述目标数量（N_P）。

9.一种发电控制系统，包括：

交流发电机（30）包括；

-转子（33），其连接到引擎的曲轴（20）并且由所述曲轴驱动；

-定子（31），其布置在与所述转子（33）相对位置；

-磁场产生模块（32），其设置在所述转子（33）和所述定子（31）之一上；

-多个定子铁芯（310），其设置在所述转子（33）和所述定子（31）中另一个上；

-第一组发电线圈（311），所述第一组发电线圈中的每个都缠绕在第一部分的对应定子铁芯（310）上并且彼此串联连接；以及

-第二组发电线圈（311），所述第二组发电线圈中的每个都缠绕在第二部分的对应定子铁芯（310）上并且彼此串联连接；以及

发电控制装置（50），用于控制所述交流发电机（30）的发电状态以由此控制用于驱动所述交流发电机（30）所需的发电扭矩，

其中将所述发电扭矩用于抑制所述曲轴（20）的旋转波动，以及

其中所述发电控制系统的特征在于：

所述发电控制系统具有曲柄角检测模块（41），所述曲柄角检测模块（41）用于检测所述曲轴（20）的曲柄角和所述转子（33）的旋转位置；以及

所述发电控制装置（50）根据所述引擎的旋转速度（V_RT）和燃烧过程，选择多组发电线圈（311）中的至少一组进行发电。

10.根据权利要求9所述的发电控制系统，其中

当所述引擎的所述旋转速度（V_RT）低于预定值时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311）二者，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）进行发电，以及

当所述引擎的所述旋转速度（V_RT）高于所述预定值时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311）之一，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）中所选之一进行发电。

11.根据权利要求10所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程和/或压缩冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311）二者，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）进行发电。

12.根据权利要求10所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程的第二半冲程时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311）之一，以便在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）中所选之一进行发电。

13.根据权利要求10所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程和/或进气冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置（50）不选择所述发电线圈（311）以便切断发电。

14.根据权利要求9所述的发电控制系统，其中

所述交流发电机（30）还包括第三组发电线圈（311），所述第三组发电线圈（311）中的每个都缠绕在第三部分的对应定子铁芯（310）上并且彼此串联连接。

15.根据权利要求14所述的发电控制系统，其中

当所述引擎的所述旋转速度（V_RT）低于第一预定值时，所述发电控制装置（50）选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈（311），以便在全部所述发电线圈（311）进行发电，

当所述引擎的所述旋转速度（V_RT）高于所述第一预定值但低于第二预定值时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311），以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈（311）进行发电，以及

当所述引擎的所述旋转速度（V_RT）高于所述第二预定值时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组发电线圈（311），以便在所选的所述第一组发电线圈（311）进行发电。

16.根据权利要求15所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的爆燃冲程时，所述发电控制装置（50）选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈（311），以便在全部所述发电线圈（311）进行发电。

17.根据权利要求15所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程的第二半冲程时，所述发电控制装置（50）选择所述第一组和所述第二组发电线圈（311），以便在所选的所述第一组和所述第二组发电线圈（311）进行发电。

18.根据权利要求15所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的压缩冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置（50）仅选择所述第一组发电线圈（311），以便在所选的所述第一组发电线圈（311）进行发电。

19.根据权利要求15所述的发电控制系统，其中

当所述燃烧过程处于所述引擎的排气冲程和/或进气冲程的第一半冲程时，所述发电控制装置（50）不选择所述发电线圈（311）以便切断发电。

20.根据权利要求15所述的发电控制系统，其中

所述发电控制装置（50）具有预先准备的映射图，并且在所述映射图中，根据所述引擎的所述旋转速度和所述燃烧过程决定发电模式，以及

根据所述映射图选择所述发电线圈，以便在所选的发电线圈（311）进行发电。

21.根据权利要求9所述的发电控制系统，其中

所述发电控制装置（50）确定所述引擎的运行状态是否处于稳态，

当所述引擎的所述运行状态处于稳态时，所述发电控制装置（50）选择多组发电线圈（311）中的至少一组，以及

当所述引擎的所述运行状态不处于稳态时，所述发电控制装置（50）选择全部发电线圈（311）以便在全部发电线圈（311）进行发电。

22.根据权利要求14所述的发电控制系统，其中

所述发电控制装置（50）确定电池（60）的电池电压是否超过预定值，其中通过所述交流发电机（30）对所述电池进行充电，

当所述电池电压低于所述预定值时，所述发电控制装置（50）选择全部所述第一组、所述第二组和所述第三组发电线圈（311），以便在全部所述发电线圈（311）进行发电，以及

当所述电池电压高于所述预定值时，所述发电控制装置（50）选择多组发电线圈（311）中的至少一组，以便在所选组的发电线圈（311）进行发电。

23.一种发电控制系统，包括：

交流发电机（30）包括；

-转子（33），其连接到引擎的曲轴（20）并且由所述曲轴驱动；

-定子（31），其布置在与所述转子（33）相对位置；

-磁场产生模块（32），其设置在所述转子（33）和所述定子（31）之一上；

-多个定子铁芯（310），其设置在所述转子（33）和所述定子（31）中另一个上；

-第一组发电线圈（311），所述第一组发电线圈（311）的每个都缠绕在第一部分的对应定子铁芯（310）上并且彼此串联连接；以及

-第二组发电线圈（311），所述第二组发电线圈（311）的每个都缠绕在第二部分的对应定子铁芯（310）上并且彼此串联连接；以及

发电控制装置（50），用于控制所述交流发电机（30）的发电状态以由此控制用于驱动所述交流发电机（30）所需的发电扭矩，

其中将所述发电扭矩用于抑制所述曲轴（20）的旋转波动，以及

其中所述发电控制系统的特征在于：

所述发电控制系统具有曲柄角检测模块（41），所述曲柄角检测模块（41）用于检测所述曲轴（20）的曲柄角和所述转子（33）的旋转位置；

当所述曲轴（20）的曲柄角为预定曲柄角（CA_S）时，所述发电控制装置（50）计算（S102）所述引擎的旋转速度（V_RT）；

所述发电控制装置（50）计算（S103）在所述预定曲柄角（CA_S）处的所述旋转速度（V_RT）相对于目标旋转速度（V_TRG）的目标偏差（ΔH），所述目标旋转速度取决于所述引擎的运行状态而设置；

所述发电控制装置（50）根据所述目标偏差（ΔH），计算（S103）来自在所述引擎的每个燃烧循环中在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）产生的多个交流输出波形的交流输出波形的目标数量（N_P）；

所述发电控制装置（50）控制所述交流发电机（30）的所述发电状态，以使得在所述第一组和所述第二组发电线圈（311）产生的交流输出波形的数量变为交流输出波形的目标数量（N_P），以及

所述发电控制装置（50）取决于所述引擎的所述旋转速度（V_RT）和燃烧过程，选择一组发电线圈（311）进行发电。

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