CN104638996B - 一种发电机输出电压控制方法及控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机输出电压控制方法及控制电路，属于汽车电子电器技术领域。方法包括：采集整车的车辆行驶参数，所述车辆行驶参数包括油门踏板行程；根据所述油门踏板行程得到油门踏板行程变化率；当车辆处于在档状态时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值和/或所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载。本发明所述的发电机输出电压控制方法及控制电路能够合理调整发电机的输出功率，降低发动机油耗。

Description

一种发电机输出电压控制方法及控制电路

技术领域

本发明涉及汽车电子电器技术领域，特别涉及一种发电机输出电压控制方法及控制电路。

背景技术

目前的发动机在其理想的工况下，燃油效率最高，该理想工况通常是指在匀速行驶时，发动机输出功率仅需要克服行驶阻力及其他功率消耗，油耗水平较为优秀。在加速时，由于需要额外提供加速用输出功率，油耗会增加，尤其在急加速时，需要提供较大的额外加速用输出功率，油耗会大大增加。与此类似，在上坡等大负载状态下，发动机需要额外提供克服整车重力的输出功率，油耗水平也会增加。

如何能够正确判断车辆的行驶状态以及驾驶员的真实行驶意图，适时地对驱动力进行补充或者降低非用于行驶消耗的功率，将发动机的输出功率尽量用在驱动上，从而保证发动机工作在理想工况一直是人们迫切希望解决的问题。

发明内容

为了合理调整发电机的输出功率，降低发动机油耗，本发明实施例提供了一种发电机输出电压控制方法及控制电路。所述技术方案如下：

本发明实施例的一方面，提供了一种发电机输出电压控制方法，包括：

采集整车的车辆行驶参数，所述车辆行驶参数包括油门踏板行程；

根据所述油门踏板行程得到油门踏板行程变化率；

当车辆处于在档状态时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值和/或所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载。

进一步的，在采集整车的车辆行驶参数之前，所述方法还包括：

对车辆的档位信号进行标定。

具体的，所述车辆行驶参数还包括发动机转速、车速以及离合器开关信号；所述对车辆的档位信号进行标定包括：

当存在离合器开关时，根据所述发动机转速、所述车速以及所述离合器开关信号进行档位标定；

当不存在离合器开关时，根据所述发动机转速以及所述车速进行档位标定。

其中，所述根据所述发动机转速、所述车速以及所述离合器开关信号进行档位标定包括：

当采集到所述发动机转速时，接收所述离合器开关信号；

若所述离合器开关信号指示离合器未动作，采集所述车速；

根据所述发动机转速与所述车速计算车速转速速比；

将所述车速转速速比进行定档。

此外，所述根据所述发动机转速以及所述车速进行档位标定包括：

采集所述发动机转速以及所述车速；

根据所述发动机转速与所述车速计算车速转速速比；

当所述发动机转速低于怠速阈值时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值，且所述车速转速速比在第一预设时间内的变化量超过第一变化量阈值，将所述车速转速速比进行定档；

当所述发动机转速高于怠速阈值时，若所述车速转速速比在第二预设时间内的变化量小于第二变化量阈值，且所述油门踏板行程超过预设行程阈值，将所述车速转速速比进行定档，所述第一预设时间的长度小于所述第二预设时间的长度。

进一步的，所述降低发电机负载包括：

若所述油门踏板行程超过预设行程阈值且所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，确定所述车辆处于急加速状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至所述油门踏板行程低于预设行程阈值；

若所述油门踏板行程超过预设行程阈值且所述油门踏板行程变化率小于预设变化率阈值，确定所述车辆处于大负载状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至所述油门踏板行程低于预设行程阈值。

优选的，所述车辆行驶参数还包括：节气门位置传感器信号以及制动开关信号。

本发明实施例的另一方面，提供了一种发电机输出电压控制电路，包括：

采集单元，用于采集整车的车辆行驶参数，所述车辆行驶参数包括油门踏板行程；

处理单元，用于根据所述油门踏板行程得到油门踏板行程变化率；

电压控制单元，用于当车辆处于在档状态时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值和/或所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载。

进一步的，所述发电机输出电压控制电路还包括：

档位标定单元，用于对车辆的档位信号进行标定。

具体的，所述电压控制单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第一继电器、第二继电器、稳压管以及三极管；

所述第一电阻的两端分别连接所述第一继电器以及第一输出端；

所述第二电阻的两端分别连接所述第二继电器以及第二输出端；

所述第三电阻的两端分别连接所述第二输出端以及所述三极管；

所述第四电阻的两端分别连接所述第一输出端以及所述第二输出端；

所述第一分压电阻与所述第二电阻并联；

所述第二分压电阻的两端分别连接所述第一继电器以及所述第二输出端；

所述第一继电器通过所述稳压管连接所述三极管，所述三极管还连接所述第一输出端；

供电端分别连接所述第一继电器与所述第二继电器，用于向第一继电器以及所述第二继电器供电；

第一控制端连接所述第一继电器，第二控制端连接所述第二继电器。

本发明实施例提供的发电机输出电压控制方法及控制电路，通过采集整车的包括油门踏板行程等在内的车辆行驶参数，进一步判断出车辆的行驶及档位状态，从而能够判断用户的意图，根据用户的实际使用意图及车辆的状态适时断开发电机负载，降低除驱动外的发动机输出功率消耗，增加可用输出功率用于加速或者克服大负载状态。这样一来，实现了合理调整发电机的输出功率，降低了发动机油耗，进一步提升了用户的驾乘感受。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种发电机输出电压控制方法的流程示意图；

图2是带有离合器开关的档位信号标定方法的流程示意图；

图3是无离合器开关的档位信号标定方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种发电机输出电压控制电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种发电机输出电压控制电路中的电压控制单元的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的发电机输出电压控制方法，如图1所示，包括：

步骤102、采集整车的车辆行驶参数，该车辆行驶参数包括油门踏板行程。

步骤103、根据油门踏板行程得到油门踏板行程变化率。

步骤104、当车辆处于在档状态时，若油门踏板行程超过预设行程阈值和/或油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载。

本发明实施例提供的发电机输出电压控制方法，通过采集整车的包括油门踏板行程等在内的车辆行驶参数，进一步判断出车辆的行驶及档位状态，从而能够判断用户的意图，根据用户的实际使用意图及车辆的状态适时断开发电机负载，降低除驱动外的发动机输出功率消耗，增加可用输出功率用于加速或者克服大负载状态。这样一来，实现了合理调整发电机的输出功率，降低了发动机油耗，进一步提升了用户的驾乘感受。

进一步的，如图1所示，在采集整车的车辆行驶参数之前，所述方法还可以包括：

步骤101、对车辆的档位信号进行标定。

其中，车辆行驶参数还可以包括发动机转速、车速以及离合器开关信号。对车辆的档位信号进行标定的过程可以包括：

当存在离合器开关时，可以根据发动机转速、车速以及离合器开关信号进行档位标定。

具体的，如图2所示，该过程可以描述如下：

当采集到发动机转速时，接收离合器开关信号。其中，接收到离合器开关信号，则说明离合器踏板处于踩下的状态，此时应暂停数据的采集。

若未接受到离合器开关信号，离合器开关信号指示离合器未动作，此时采集车速信号。

根据发动机转速与车速计算车速转速速比。

将车速转速速比进行定档。

相应的，在档位标定完成后，同样可以在离合器开关信号指示离合器未动作时，通过计算车速转速速比判断当前的档位。

需要说明的是，在本发明实施例中，以5档变速箱为例，在定档的过程中，可以通过采集5组不同的数据分别测算车速转速速比，从而实现各档位的标定。本发明对档位数并不做限定。

另一方面，当不存在离合器开关时，可以根据发动机转速以及所述车速进行档位标定。

具体的，如图3所示，该过程可以描述如下：

采集发动机转速以及车速。

根据发动机转速与车速计算车速转速速比。

当发动机转速低于怠速阈值时，若油门踏板行程超过预设行程阈值，且车速转速速比在第一预设时间内的变化量超过第一变化量阈值，将车速转速速比进行定档。

当发动机转速高于怠速阈值时，若车速转速速比在第二预设时间内的变化量小于第二变化量阈值，且油门踏板行程超过预设行程阈值，将车速转速速比进行定档。

需要说明的是，在本发明实施例中，各种阈值均可以根据实际需要进行设定。其中，第一预设时间的长度应当小于第二预设时间的长度，例如，第一预设时间可以为50ms，第二预设时间可以为500ms。

此外，在本发明实施例中，在系统通电后，处于等待工作状态，直至发动机启动(接收到转速信号)，在系统初次使用的时候，需要进行上述的自学习标定过程，流程如前所述。在系统使用过程中，为了系统安全，新模块自学习标定仅可使用一次，如需拆卸更换不同车型，需要将模块手动重置，再次进入自学习状态。系统判断离合器开关存在状态，根据离合器开关状态，自行选择学习模式，当离合器开关不存在时，需要将离合器信号引脚常接地，告知系统离合器开关不存在。

进一步的，降低发电机负载的过程具体可以包括：

若油门踏板行程超过预设行程阈值且油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，确定车辆处于急加速状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至油门踏板行程低于预设行程阈值。

若油门踏板行程超过预设行程阈值且油门踏板行程变化率小于预设变化率阈值，确定车辆处于大负载状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至油门踏板行程低于预设行程阈值。

优选的，车辆行驶参数还可以包括节气门位置传感器信号以及制动开关信号等信息。

本发明实施例提供的发电机输出电压控制电路，如图4所示，包括：

采集单元42，用于采集整车的车辆行驶参数，该车辆行驶参数包括油门踏板行程。

处理单元43，用于根据油门踏板行程得到油门踏板行程变化率。

电压控制单元44，用于当车辆处于在档状态时，若油门踏板行程超过预设行程阈值和/或油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载。

本发明实施例提供的发电机输出电压控制电路，所采用发电机输出电压控制方法通过采集整车的包括油门踏板行程等在内的车辆行驶参数，进一步判断出车辆的行驶及档位状态，从而能够判断用户的意图，根据用户的实际使用意图及车辆的状态适时断开发电机负载，降低除驱动外的发动机输出功率消耗，增加可用输出功率用于加速或者克服大负载状态。这样一来，实现了合理调整发电机的输出功率，降低了发动机油耗，进一步提升了用户的驾乘感受。

进一步的，如图4所示，发电机输出电压控制电路还可以包括：

档位标定单元41，用于对车辆的档位信号进行标定。

以上各部分的详细作用方式及使用流程已在前述实施例中做了详细的描述，此处不做赘述。

具体的，如图5所示，电压控制单元44的详细结构包括：第一电阻R1、第二电阻R、第三电阻R3、第四电阻R4、第一分压电阻R21、第二分压电阻R22、第一继电器RY1、第二继电器RY2、稳压管VS以及三极管VT。

其中，第一电阻R1的两端分别连接第一继电器RY1的输出端以及第一输出端F。

第二电阻R2的两端分别连接第二继电器RY2的输出端以及第二输出端B。

第三电阻R3的两端分别连接第二输出端B以及三极管VT的集电极。在本发明实施例中，三极管VT是以NPN型三极管为例进行的说明，通过相应地改变连接方式同样可以采用PNP型三极管或者其他的开关管，本发明实施例在此不一一举例说明。

第四电阻R4的两端分别连接第一输出端F以及第二输出端B。

第一分压电阻R21与第二电阻R21并联。

第二分压电阻R22的两端分别连接第一继电器RY1的输出端以及第二输出端B。

第一继电器RY1通过稳压管VS连接三极管VT的基极，三极管VT的发射极还连接第一输出端F。

供电端CB分别连接第一继电器RY1与第二继电器RY2的输入端，用于向第一继电器RY1以及第二继电器RY2供电。

第一控制端CC1连接第一继电器RY1的输入端，第二控制端CC2连接第二继电器RY2的输入端。

这样一种结构的电压控制单元44中，RY1和RY2是小型继电器；电阻R1和R2组成一个分压器，分压器R1、R2两端的电压为发电机电压；R4为新增的续流电阻；R21和R22是分压电阻，代替R2进行不同的电压调节；VT是小功率三极管，用来放大控制信号；稳压管VS是感受元件，串联在VT的基极电路中，并通过VT的发射结并联于分压电阻R1的两端，以感受发电机的输出电压；CB为继电器线圈12V供电端；CC1和CC2是继电器线圈控制端；输出端F和B分别为正负极输出。

发电机在发电时，需要消耗发动机功率。目前国内汽车发电机的效率在45％至55％之间，对于标称电压为12V的车辆，发电机的额定电压月为14.5V，设额定输出75A(75A是常用发电机)，则额定功率P＝IU＝75X14.5＝1087.5W，消耗发动机功率Pf＝P/u＝1087.5/45％＝2416.67W。对于14.5V75A发电机，在额定输出功率状态下工作，其最大消耗发动机约2.4kW，在2000左右转速时大约消耗15％的有效输出功率，适时短时间内降低或停止对发电机的输出功率，能有效提升发动机用于驱动和加速的输出功率。

当需要对发电机的输出进行控制时，通过采集到的车辆行驶参数分别控制CC1和CC2引脚，在通常的情况下，CC2控制继电器RY2动作，分压电阻由R2切换到R21，发电机的输出电压，由14.2V下降到9V，发电机停止对外输出电流，呈空转状态，释放对发动机的功率消耗。

当CC1和CC2同时作用时，继电器RY1和RY2动作，分压电阻由R2切换到R22，发电机的输出电压，由14.2V下降到11V，发电机降低对外输出电流，释放部分发动机的功率消耗。

采用这样一种结构的发电机输出电压控制电路，通过采集整车的包括油门踏板行程等在内的车辆行驶参数，进一步判断出车辆的行驶及档位状态，从而能够判断用户的意图，根据用户的实际使用意图及车辆的状态适时断开发电机负载，降低除驱动外的发动机输出功率消耗，增加可用输出功率用于加速或者克服大负载状态。这样一来，实现了合理调整发电机的输出功率，降低了发动机油耗，进一步提升了用户的驾乘感受。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发电机输出电压控制方法，其特征在于，包括：

采集整车的车辆行驶参数，所述车辆行驶参数包括油门踏板行程；

根据所述油门踏板行程得到油门踏板行程变化率；

当车辆处于在档状态时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值和/或所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载；

在采集整车的车辆行驶参数之前，所述方法还包括：

对车辆的档位信号进行标定；

所述车辆行驶参数还包括发动机转速、车速以及离合器开关信号；所述对车辆的档位信号进行标定包括：

当存在离合器开关时，根据所述发动机转速、所述车速以及所述离合器开关信号进行档位标定；

当不存在离合器开关时，根据所述发动机转速以及所述车速进行档位标定。

2.根据权利要求1所述的发电机输出电压控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机转速、所述车速以及所述离合器开关信号进行档位标定包括：

当采集到所述发动机转速时，接收所述离合器开关信号；

若所述离合器开关信号指示离合器未动作，采集所述车速；

根据所述发动机转速与所述车速计算车速转速速比；

将所述车速转速速比进行定档。

3.根据权利要求1所述的发电机输出电压控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机转速以及所述车速进行档位标定包括：

采集所述发动机转速以及所述车速；

根据所述发动机转速与所述车速计算车速转速速比；

当所述发动机转速低于怠速阈值时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值，且所述车速转速速比在第一预设时间内的变化量超过第一变化量阈值，将所述车速转速速比进行定档；

当所述发动机转速高于怠速阈值时，若所述车速转速速比在第二预设时间内的变化量小于第二变化量阈值，且所述油门踏板行程超过预设行程阈值，将所述车速转速速比进行定档，所述第一预设时间的长度小于所述第二预设时间的长度。

4.根据权利要求1所述的发电机输出电压控制方法，其特征在于，所述降低发电机负载包括：

若所述油门踏板行程超过预设行程阈值且所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，确定所述车辆处于急加速状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至所述油门踏板行程低于预设行程阈值；

若所述油门踏板行程超过预设行程阈值且所述油门踏板行程变化率小于预设变化率阈值，确定所述车辆处于大负载状态，断开发电机负载持续预设时间或断开发电机负载至所述油门踏板行程低于预设行程阈值。

5.根据权利要求1-4任一所述的发电机输出电压控制方法，其特征在于，所述车辆行驶参数还包括：节气门位置传感器信号以及制动开关信号。

6.一种发电机输出电压控制电路，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集整车的车辆行驶参数，所述车辆行驶参数包括油门踏板行程；

处理单元，用于根据所述油门踏板行程得到油门踏板行程变化率；

电压控制单元，用于当车辆处于在档状态时，若所述油门踏板行程超过预设行程阈值和/或所述油门踏板行程变化率超过预设变化率阈值，降低发电机负载；

所述发电机输出电压控制电路还包括：

档位标定单元，用于对车辆的档位信号进行标定；

所述车辆行驶参数还包括发动机转速、车速以及离合器开关信号；所述档位标定单元，具体用于：

当存在离合器开关时，根据所述发动机转速、所述车速以及所述离合器开关信号进行档位标定；

当不存在离合器开关时，根据所述发动机转速以及所述车速进行档位标定。

7.根据权利要求6所述的发电机输出电压控制电路，其特征在于，所述电压控制单元包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第一继电器、第二继电器、稳压管以及三极管；

所述第一电阻的两端分别连接所述第一继电器以及第一输出端；

所述第二电阻的两端分别连接所述第二继电器以及第二输出端；

所述第三电阻的两端分别连接所述第二输出端以及所述三极管；

所述第四电阻的两端分别连接所述第一输出端以及所述第二输出端；

所述第一分压电阻与所述第二电阻并联；

所述第二分压电阻的两端分别连接所述第一继电器以及所述第二输出端；

所述第一继电器通过所述稳压管连接所述三极管，所述三极管还连接所述第一输出端；

供电端分别连接所述第一继电器与所述第二继电器，用于向第一继电器以及所述第二继电器供电；

第一控制端连接所述第一继电器，第二控制端连接所述第二继电器。