CN104808714A - 汽车发电机冷却循环系统和估算其定子温度的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于汽车发电机的冷却循环系统,其中,芯片嵌入发电机定子以直接感测定子温度,二极管包含在芯片内并检测出芯片的温度值,温度值被反馈到引擎管理模块,基于所反馈的温度值,引擎管理模块控制风扇的转速,从而对发电机进行冷却,使发电机温度下降,由此使芯片的温度下降,芯片下降的温度值再次反馈进入引擎管理模块,引擎管理模块基于下降的温度值对风扇的转速再次进行控制,由此降低了系统开发成本、简化整体系统且增强可靠性。另外,本发明还提供相应的估算定子温度的系统及方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于汽车发电机的冷却循环系统以及用于估算汽车发电机定子温度的系统和方法。
背景技术
汽车冷却循环系统对于汽车而言可谓至关重要。尤其在夏季,特别是在城市经常堵车的情况下,对于汽车冷却循环系统是一个严峻的考验。冷却循环系统如循环不良或冷却水过脏,在遇到堵车时就会出现问题。此时,由于无法依靠车速提高来获得车头吹进的冷却风,发电机室所有的冷却工作就都必须由冷却循环系统来完成。车辆中的冷却循环系统如稍不健康,就可能会因高热而加速其他问题的发生,例如导致电瓶和发电系统出现故障。而电瓶和发电系统如果不健康,则会接二连三发生更多的问题。
而汽车冷却循环系统需要受到良好保护。当前,随着科技发展,冷却循环系统不象以往那样只是单纯进行水冷循环。当今,对于冷却循环系统的智能控制受到普遍欢迎,在高级轿车中显得尤为适用,因此代表着未来冷却循环系统的发展方向。就当前趋势而言,智能控制的冷却循环系统将会逐渐占据主导地位。而对于冷却循环系统而言,智能控制的应用,尤为注重于提高发电机的使用寿命、保障汽车的安全行驶、提高人身安全。
对于发电机而言,冷却循环系统要求防止发电机温度过高而引起的发电效率低、油耗过大等问题。而发电机温度过高、发电量急剧下降,将会引起整车电量不平衡,进而甚至可能引发整车熄火的风险。
然而,当前的汽车发电机冷却循环系统的智能控制,普遍存在成本过高、系统较为复杂且可靠性无法保障的缺陷。
实际上,汽车发电机整机温度主要是指发电机定子温度,发电机定子温度决定了发电机发出能量的多少以及发电机是否处于热过载等。而且发电机定子温度决定了发电机的效率和给发电机的反阻力的大小。因为发电机是磁类设备,温度高了发电机会产生发电困难,所以,发电机的定子温度量非常重要。
当前测量发电机定子温度主要通过温度传感器进行。温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
热电偶应用很广泛,因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型,它们覆盖非常宽的温度范围,从-200℃到2000℃。热电偶的特点是:低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移,以及非线性。另外,热电偶需要外部参考端。
热敏电阻具有多种不同的封装类型和价位。它们体积小、易于互换和稳定性高。还具有非常快的响应速度和高输出幅度。目前,热敏电阻的工作温度限于150℃左右。热敏电阻具有4%/℃的大温度系数(TC),呈非线性,长期稳定性差,互换性不好,价格高并且需要外部激励源,而且还有固有的自身发热问题。
RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定,并有许多种配置。但RTD的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的大温度系数(TC),且价格昂贵(是热电偶的4-10倍),并且需要一个外部参考源。
IC温度传感器是采用一个晶体管p-n结,通过测量其基极-发射极结电压(VBE)检测温度变化。p-n结两端的电压具有大约2mV/℃的固有温度依赖关系,如图2所示。这也被称为二极管温度传感器。IC温度传感器根据输出类型可以分为模拟输出IC温度传感器和数字输出IC温度传感器。
模拟输出IC传感器输出与温度成正比的电压或电流。模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度,低成本,高精度(大约为1%),小尺寸和高分辨率。模拟输出IC的不足之处在于温度范围有限(55℃-150℃),并且需要一个外部参考源。
模拟输出IC温度传感器如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出,成为数字输出IC温度传感器。
数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源,它们的响应速度也相当慢(100ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热,但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态,从而将自身发热降到最低。
由此可见,在现有技术中,在测定车辆发电机定子温度时,通常都采用外置的温度传感器进行温度感测,温度感测往往无法保证直接有效。
发明内容
本发明提供一种汽车发电机冷却循环系统,旨在降低成本、简化整体系统且增强可靠性。
具体而言,本发明公开一种用于汽车发电机的冷却循环系统,包括:芯片,该芯片嵌入所述发电机的定子从而直接感测定子的温度;二极管,该二极管包含在芯片内并检测出芯片的温度值;和引擎管理模块,所述温度值被反馈到引擎管理模块,基于所反馈的温度值,引擎管理模块控制风扇的转速,从而对发电机进行冷却,使发电机温度下降,其中,发电机温度下降也将使芯片的温度下降,芯片的下降的温度值将被再次反馈进入引擎管理模块,引擎管理模块基于下降的温度值对风扇的转速再次进行控制。
优选地,所述二极管是硅二极管或锗二极管。
优选地,在芯片中,由第一放大器和三极管构成恒流源电路,为二极管提供恒定电流,同时,二极管连接于第二放大器,其中,当二极管检测到芯片的温度发生变化时,二极管的电压降相应地变化,变化的电压降被第二放大器在其输出段放大到期望的电平,由此获得芯片的温度值。
优选地,芯片的温度(T芯片)与定子的温度(T定子)构成如下正比关系:
T定子=KT芯片
其中,系数K是一大致恒定的值。
更优选地,引擎管理模块基于反馈的温度值通过继电器和调速电阻来控制风扇的转速。
更优选地,引擎管理模块通过多个继电器形成多个电平,并由所述多个电平来控制风扇形成多个不同状态。
更优选地,引擎管理模块通过三个继电器形成三个电平,分别为0、1、2,由此控制风扇,使风扇分别处于无风、小风、大风状态。
另外,本发明提出了一种用于估算发动机定子温度的电路,包括:构成恒流源的第一运算放大器和晶体管,其中第一运算放大器的正输入端连接到电源,负输入端连接到所述晶体管的发射极,第一运算放大器的输出端连接到所述晶体管的基极;温敏二极管,所述温敏二极管的阳极连接到所述第一运算放大器的正输入端,所述二极管的阴极连接到所述晶体管的集电极。
进一步所述的用于估算发动机定子温度的电路,包括:第一电阻,所述第一电阻连接在所述第一运算放大器的正输入端和所述二极管的阳极之间;第二电阻和稳压二极管,所述第二电阻和稳压二极管串联在所述第一运算放大器的正输入端和负输入端之间。
本发明提出了一种用于估算发动机定子温度的芯片,包括:如上文所述的电路;第二运算放大器,所述第二运算放大器的正输入端连接到所述二极管的阴极,所述第二运算放大器的负输入端连接到所述二极管的阳极;第三电阻,所述第三电阻连接在所述第二运算放大器的负输入端和所述二极管的阳极之间;第四电阻,所述第四电阻连接在所述第二运算放大器的正输入端和所述二极管的阴极之间;第五电阻,所述第五电阻连接在所述第二运算放大器的输出端和负输入端之间;第六电阻,所述第六电阻连接在所述第二运算放大器的正输入端和地之间;控制器,所述控制器连接到所述电路的第二运算放大器的输出端,所述控制器被配置为:测量所述输出端的电压;根据二极管电压-温度曲线计算获得二极管的温度;以及根据二极管温度-芯片温度的线性关系,获得所述芯片的温度。
本发明提出了又一种用于估算发动机定子温度的电路,包括:运算放大器;晶体管,所述晶体管的集电极接地,所述晶体管的发射极连接到所述运算放大器的一个输入端,所述晶体管的基极通过电桥连接到所述运算放大器的另一个输入端。
本发明提出了又一种用于估算发动机定子温度的芯片,包括:如上所述的电路;控制器,所述控制器连接到所述电路的运算放大器的输出端,所述控制器被配置为:测量所述输出端的电压;根据晶体管发射极-积极的电压Vbe-温度曲线计算获得晶体管的温度;以及根据电压Vbe-温度曲线的线性关系,获得所述芯片的温度。
本发明提出了一种用于估算汽车发动机定子温度的系统,包括:如上所述的芯片,所述集成在汽车发动机电路中,所述芯片紧贴发电机定子放置;主控器,所述主控器连接到所述芯片的控制器以接收所述控制器测量得到的芯片的温度;所述主控器被配置为根据芯片温度-发电机定子温度的线性关系,获得发电机定子的温度。
进一步所述芯片为LIN调节器芯片。
进一步所述主控器被配置为根据如下线性关系估算发动机电子温度:T定子=K·T芯片,其中T定子为发动机定子温度,T芯片为芯片温度,K为固定值。
进一步所述主控器被配置为根据一阶时延法,通过如下公式迭代获得发动机定子的温度:
EstALTTemp=EstALTTemp+(T_Tbat_senseEST-EstALTTemp)*(1/ThermalConst)
其中,EstALTTemp是上次迭代估算出的发动机定子温度,T_Tbat_senseEST是新检测到的发动机定子温度T定子,ThermalConst是一个常数系数。
本发明采用芯片嵌入发电机,并由其中的二极管传感温度,由此对风扇的转速进行反馈控制。省去了通常使用的温度传感器,因此结构较为简单,易于进行整体操作。进一步,可以采用多电平对风扇进行反馈控制,操作上较为灵活,增强了整体系统的可靠性。而且,本发明采用了二极管或者晶体管来代替传统的温度传感器来检测发电机定子的温度,通过电压降检测芯片的温度,再由芯片的温度来估算发电机定子的温度,由此大大节约了成本,简化了结构,简化了电路设计,二极管出错率极低,增加了可靠性。
附图说明
图1示出根据本发明的发电机冷却循环系统的系统框图;
图2示出了硅二极管的电阻响应特性与温度的关系曲线;
图3示出了芯片中的硅二极管进行温度传感的应用电路;
图4示出了根据本发明的优选实施例的由继电器进行冷却风扇控制的大体的控制图;
图5进一步示出了通过继电器进行冷却风扇控制的具体电路图;
图6显示了本发明采用的硅二极管的VFO-IF曲线;
图7显示了典型的正向电压和LED晶粒界面温度的关系图;
图8显示了本发明的电路的一个实施例的电路图;
图9显示了本发明的用于估算发电机定子温度的芯片的电路图;
图10为一阶延时法数学模型图;
图11显示了晶体管的PN结电压和温度的关系曲线;
图12显示了本发明的电路的另一个实施例的电路图。
具体实施方式
在下文中,相同的附图标记指代相同的元件。
图1示出根据本发明的发电机冷却循环系统的系统框图。如图1所示,发电机冷却循环系统包括芯片、二极管、引擎管理模块(EMS)、风扇。
在图1所示的发电机冷却循环系统中,芯片嵌入于发电机中,因此,芯片的温度可以反映出发电机的定子温度。二极管对于温度敏感,因此,该二极管可以作为温度传感器,由二极管来检测出芯片的温度值。该温度值反馈到引擎管理模块,随后,基于所反馈的温度值,引擎管理模块就可以控制风扇的转速,从而对发电机进行冷却。
特别地,在温度值反馈的过程中,发电机中的LIN调节器负责进行通讯。例如,在LIN通讯正常的情况下,在车速小于3公里/小时时,LIN调节器工作,则LIN信号通信,由此,风扇高速工作;而当车速大于或等于3公里/小时时,如果有LIN信号通信,则EMS默认以100℃为输入控制风扇。而在LIN通讯丢失的情况下,则EMS默认以100℃为输入控制风扇,不再判断车速。
下文中,将基于上述技术方案,详细描述各部件的控制策略。
二极管温度传感
本发明中,用于进行温度传感的二极管优选使用硅二极管或锗二极管。图2示出了硅二极管的电阻响应特性与温度的关系曲线。如图2可见,随着温度的升高,硅二极管的电压将线性下降。
而根据本发明,在嵌入于发电机的芯片中设置用于温度传感的二极管,就可以进行直接温度测量。图3示出了芯片中的硅二极管进行温度传感的应用电路。
如图3所示,放大器A1和三极管VT1一起构成恒流源电路,为二极管VD1和VD2提供恒定的电流。由此,当温度出现变化时,VD1和VD2的电压降将相应地线性变化。而二极管VD1和VD2连接于放大器A2。由此,二极管VD1和VD2的电压变化将被放大器A2在其输出端放大到所需要的电平。
由此,通过在芯片内设置温度敏感的二极管,辅之以相应的放大电路和恒流电源,就可以替代普通的温度传感器来测试并获得芯片的温度值。
发电机定子温度估算
如上文所述,芯片嵌套于发电机内。而优选地,芯片嵌套于发电机的定子上,从而可以直接感测定子的温度。
芯片温度(T芯片)与定子温度(T定子)通常成正比关系,如下公式所示:
T定子=KT芯片
其中,系数K可以根据大量实验统计计算获得。在系数K大致恒定的基础上,就可以由芯片温度估算出发电机的定子温度。
如上文所述,本发明通过对温度敏感的二极管来测定发电机定子的温度,就可以省去温度传感器,有效地降低了成本,简化了整体系统和电路配置,增强了整体系统的可靠性。
风扇控制
如上文所述,引擎管理模块(EMS)基于反馈的温度值来控制风扇的转速。优选地,引擎管理模块可以通过继电器和调速电阻来控制冷却风扇的转速,从而进行冷却操作。
图4示出了根据本发明的优选实施例的由继电器进行冷却风扇控制的大体的控制图。如图4所示,引擎管理模块(EMS)接收到测得的温度值后通过继电器对风扇进行控制,由此进行冷却操作。
图5进一步示出了通过继电器进行冷却风扇控制的具体电路图。如图5所示,EMS通过三个继电器分别控制风扇M1、M2,由此形成三个电平0、1、2。在三个不同电平0、1、2的控制下,风扇可以分别形成无风、小风、大风三种状态。
相应地,风扇状态与输出电平之间的关系可归纳如下表:
如上文所述,通过对风扇进行冷却控制,可以使发电机的温度下降,随之,发电机温度下降也将使芯片的温度下降,下降的温度值将被再次反馈进入引擎管理模块(EMS),由此对风扇再次进行控制操作,从而进一步调节风扇的转速。这就构成了一个反馈过程。
本发明采用芯片嵌入发电机,并由其中的二极管传感温度,由此对风扇的转速进行反馈控制。省去了通常使用的外置温度传感器,因此结构较为简单,易于进行整体操作。进一步,可以采用多电平对风扇进行反馈控制,操作上较为灵活,增强了整体系统的可靠性。
更具体地,本发明利用了二极管的PN结正向电压的特性,二极管的正向电压与二极管的温度之间有如下线性关系:
VF=VFO-St (1)
公式(1)中VF为工作温度下的正向电压,VFO为0℃时的正向电压,t为摄氏温度,S为灵敏度,它是正向电压的变化率,在一定的VF0下,S为常数,VFO与正向电流呈对数关系,这一点是与热敏电阻不同的,图6给出了本发明采用的硅二极管的VFO-IF曲线。只要给二极管一个恒流源,温度对压降的变化是基本线性的。如图7显示了本发明的二极管的电压与温度之间的关系图,横轴表示二极管的温度,纵轴表示二极管的电压,由图7可以看出,温度对于压降的变化是呈线性的。因此,二极管(例如锗或硅二极管)可以作为温度传感器。
图8显示了本发明的用于测量汽车发电子定子温度的电路的电路图。
所述电路包括串联的二极管VD1和VD2(在本实施例中采用了两个串联的温敏二极管,也可以采用一个温敏二极管),第一运算放大器A1和晶体管VT1,第一运算放大器A1和晶体管VT1构成了一个恒流源,为温敏二极管VD1和VD2提供恒定的电流。所述二极管VD1和VD2是温敏的,实质上就是温度传感器。
第一运算放大器A1的正输入端连接到电源(图中显示为12V),负输入端连接到晶体管VT1(VT1为NPN型晶体管)的发射极,第一运算放大器A1的输出端连接到晶体管VT1的基极。
二极管VD1的阳极连接到第一运算放大器A1的正输入端,二极管VD2的阴极连接到晶体管VT1的集电极。
测量二极管的VD1和VD2的电压即可根据例如图8显示的或者公式(1)表示的二极管的电压-温度曲线(线性关系)计算获得二极管的温度。
在一个优选实施例中,在所述电路中还可以设置第二运算放大器A2,将二极管两端的电压放大,以方便测量。
第二运算放大器A2的正输入端连接到二极管VD2的阴极,第二运算放大器A2的负输入端连接到二极管VD1的阳极。第二运算放大器A2的输出端即是放大后的二极管两端的电压差。
另外,在第一运算放大器A1的正输入端和二极管VD1的阳极之间连接有第一电阻R1。在第一运算放大器A1的正输入端和负输入端之间连接有串联的第二电阻R2和稳压二极管VD3。在第二运算放大器A2的负输入端和二极管VD1的阳极之间连接有第三电阻R3。在第二运算放大器A2的正输入端和二极管VD2的阴极之间连接有第四电阻R4。在第二运算放大器A2的输出端和负输入端之间连接有第五电阻R5。连接在第二运算放大器A2的正输入端和地之间连接有第六电阻R6。
优选地,所述二极管VD1和VD2为硅二极管。
优选地,晶体管VT1采用了NPN型晶体管2SC1815,第一运算放大器A1和第二运算放大器A2采用了芯片TA75458。
在图8所示的电路的第二运算放大器A2的输出端测量电压,即可根据二极管的电压-温度曲线计算获得二极管的温度。当图4所示的电路集成到芯片中时,就可以基于该二极管的温度通过计算获得整个芯片的温度。
另外,第二运算放大器A2可以是高精度AD或者采用单片机来测量,例如AT89C2051。
基于此,本发明还提供了一种用于估算发电机定子温度的芯片,如图9所示。所示芯片包括如图8所示的电路,还包括主控器(例如由MCU实现),所述主控器连接到所述电路的第二运算放大器A2的输出端,所述主控器被配置为测量所述输出端的电压,并根据二极管的电压-温度曲线计算获得二极管的温度。进一步,二极管温度和芯片温度是呈线性关系,因此所述主控器基于该二极管温度-芯片温度线性关系,即可获得所述芯片的温度。
原则上,图8所示的电路可以集成到任何芯片中,但是,在用于估算发电机定子温度时,所述芯片优选地紧贴到发电机定子上。由于发电机定子采用金属材质,对温度的传导性能较好,而芯片紧紧贴合在定子上,可以很好的感知发电机定子的温度。优选地,考虑到发电机电路的具体设计、定子的位置,图8所述的电路集成到发电机LIN调节器中,形成一特定发电机LIN调节器芯片。
在发电机电路中,可以直接连接本发明的图8所示的电路,也可以集成本发明的如上所示的芯片,芯片集成这种方式更为简单。
在获得芯片温度之后,基于芯片温度-发电机定子温度之间的线性关系,可以由芯片温度T芯片获得发电机定子的温度T定子:
T定子=K·T芯片
K值可以根据大量实验统计计算获得,为定值。
基于上述内容,本发明还提供一种测量汽车发电机定子温度的系统,所述系统包括:集成在汽车发电机电路中的芯片,所述芯片紧贴发电机定子放置,所述芯片包括:如上所述的包含二极管的电路;主控器,所述主控器连接到所述电路的第二运算放大器的输出端,所述主控器被配置为测量所述输出端的电压,其中,所述主控器被配置为:根据二极管的电压-温度曲线计算获得二极管的温度;根据所述二极管温度和芯片温度的线性关系,获得所述芯片的温度;根据芯片的温度与发电机定子温度的线性关系,获得发电机定子的温度。
在一个优选实施例中,还可以用一阶延时法数学模型来更准确地估算发电机定子的温度,一阶延时法数学模型如图10所示。
EstALTTemp=EstALTTemp+(T_Tbat_senseEST-EstALTTemp)*(1/ThermalConst)
在上式中,EstALTTemp是实际温度值,T_Tbat_senseEST是传感器检测到的温度值,ThermalConst是一个常数系数。
一阶延时法是赋值式的迭代递推方法,即把等号右边的值赋给等号左边的值,再以此迭代递推,等号右边的值会不断趋近于等号左边的值,直至最后两者相等。一阶延时法的优点是:由于传感器检测值有误差以及容易受到外界干扰,其检测值会有毛刺(甚至是很尖锐的毛刺),采用一次延时算法可以大大降低这些毛刺的干扰及影响,大大降低误差。
考虑到温度会随时间而降低,因此,上述公式引入了常系数ThermalConst进行修正。
在获得芯片温度后,在对发电机定子温度测量过程汇总,将连续测量到的芯片温度T_Tbat_senseEST和估算出的发电机定子温度EstALTTemp代入上式,则通过一段时间的迭代,即可获得比较稳定的对发电机定子温度的估计值。
综上所述,本发明采用二极管来代替传统的温度传感器来检测发电机定子的温度,通过电压降检测芯片的温度,再由芯片的温度来估算发电机定子的温度,大大节约了成本,简化了结构,简化了电路设计,二极管出错率极低,增加了可靠性。
在本发明的上述实施方式中,利用了二极管PN结的正向电压的特性(正向电压与温度之间呈线性关系),将二极管作为温度传感器。
另外,由于PN结具有单向导电性,因此可用来制作半导体二极管、稳压管、可控硅以及三极管等晶体管。晶闸管、GTR、MOSFET、IGBT等都包含有PN结结构,半导体二极管和稳压管由一个PN结构成,半导体三极管和可控硅由两个PN结构成。
晶体管也可以作为温度传感器,有两种用法,一是利用CE(集电极-发射极)结之间的穿透电流即Iceo,它随温度上升而增大,但不成线性。二是利用BE(基极-发射极)结固有的电压即Vbe。Vbe具有负温度特性,温度每上升一度Vbe下降约2mV,基本呈线性,因此,利用晶体管的这种特性,可以将其作为温度传感器。晶体管的PN结结电压随温度变化而变化,图11给出了硅PN结的温度特性曲线,由图中曲线1可以看出,在(-60,180)温度范围内,电压和温度呈良好的线性关系。
晶体管温度传感器可将集电极和基极短接接成二极管来做PN结温度调节器。通过测量其基极-发射极结电压(Vbe)检测温度变化。PN结两端的电压具有大约2mV/℃的固有温度依赖关系。
图12就显示了本发明的电路的另一个实施方式的电路图,其中利用了晶体管(PNP型)作为温度传感器。具体为利用发射极-基极的PN的温度-电压的线性特性。在该电路中,晶体管的集电极接地,晶体管的发射极连接到运算放大器的一个输入端,晶体管的基极通过电桥连接到所述运算放大器的另一个输入端。电桥由电阻R2、R3、R4、R5构成。当温度变化时,晶体管结电压随之变化,经过运算放大器放大实现温度-电压的转化。
测量了放大器的输出端电压后,即可根据晶体管的Vbe电压-温度曲线计算获得晶体管的温度。当图12所示的电路集成到芯片中时,就可以基于该二极管的温度通过计算获得整个芯片的温度。然后通过该芯片放置到汽车发电机定子附近,即可通过芯片温度估算发电机定子温度,具体方法参见上述根据图10描述的内容。
本领域技术人员还可以理解的是,本发明的保护范围并不仅限于上述实施例,所有对本发明的等同变换均落在本发明的范围内。
Claims (16)
1.一种用于汽车发电机的冷却循环系统,其特征在于,包括:
芯片,该芯片嵌入所述发电机的定子从而直接感测定子的温度;
二极管,该二极管包含在芯片内并检测出芯片的温度值;和
引擎管理模块,所述温度值被反馈到引擎管理模块,基于所反馈的温度值,引擎管理模块控制风扇的转速,从而对发电机进行冷却,使发电机温度下降,
其中,发电机温度下降也将使芯片的温度下降,芯片的下降的温度值将被再次反馈进入引擎管理模块,引擎管理模块基于下降的温度值对风扇的转速再次进行控制。
2.根据权利要求1所述的冷却循环系统,其特征在于,所述二极管是硅二极管或锗二极管。
3.根据权利要求1所述的冷却循环系统,其特征在于,在芯片中,由第一放大器和三极管构成恒流源电路,为二极管提供恒定电流,同时,二极管连接于第二放大器,其中,当二极管检测到芯片的温度发生变化时,二极管的电压降相应地变化,变化的电压降被第二放大器在其输出端放大到期望的电平,由此获得芯片的温度值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的冷却循环系统,其特征在于,芯片的温度(T芯片)与定子的温度(T定子)构成如下正比关系:
T定子=KT芯片
其中,系数K是一大致恒定的值。
5.根据权利要求4所述的冷却循环系统,其特征在于,引擎管理模块基于反馈的温度值通过继电器和调速电阻来控制风扇的转速。
6.根据权利要求5所述的冷却循环系统,其特征在于,引擎管理模块通过多个继电器形成多个电平,并由所述多个电平来控制风扇形成多个不同状态。
7.根据权利要求6所述的冷却循环系统,其特征在于,引擎管理模块通过三个继电器形成三个电平,分别为0、1、2,由此控制风扇,使风扇分别处于无风、小风、大风状态。
8.一种用于估算发电机定子温度的电路,其特征在于,包括:
构成恒流源的第一运算放大器和晶体管,其中第一运算放大器的正输入端连接到电源,负输入端连接到所述晶体管的发射极,第一运算放大器的输出端连接到所述晶体管的基极;
温敏二极管,所述温敏二极管的阳极连接到所述第一运算放大器的正输入端,所述二极管的阴极连接到所述晶体管的集电极。
9.根据权利要求8所述的用于估算发电机定子温度的电路,其特征在于,包括:
第一电阻,所述第一电阻连接在所述第一运算放大器的正输入端和所述二极管的阳极之间;
第二电阻和稳压二极管,所述第二电阻和稳压二极管串联在所述第一运算放大器的正输入端和负输入端之间。
10.一种用于估算发电机定子温度的芯片,其特征在于,包括:
如权利要求8所述的电路;
第二运算放大器,所述第二运算放大器的正输入端连接到所述二极管的阴极,所述第二运算放大器的负输入端连接到所述二极管的阳极;
第三电阻,所述第三电阻连接在所述第二运算放大器的负输入端和所述二极管的阳极之间;
第四电阻,所述第四电阻连接在所述第二运算放大器的正输入端和所述二极管的阴极之间;
第五电阻,所述第五电阻连接在所述第二运算放大器的输出端和负输入端之间;
第六电阻,所述第六电阻连接在所述第二运算放大器的正输入端和地之间;
控制器,所述控制器连接到所述电路的第二运算放大器的输出端,所述控制器被配置为:测量所述输出端的电压;根据二极管电压-温度曲线计算获得二极管的温度;以及根据二极管温度-芯片温度的线性关系,获得所述芯片的温度。
11.一种用于估算发电机定子温度的电路,其特征在于,包括:
运算放大器;
晶体管,所述晶体管的集电极接地,所述晶体管的发射极连接到所述运算放大器的一个输入端,所述晶体管的基极通过电桥连接到所述运算放大器的另一个输入端。
12.一种用于估算发电机定子温度的芯片,其特征在于,包括:
如权利要求11所述的电路;
控制器,所述控制器连接到所述电路的运算放大器的输出端,所述控制器被配置为:测量所述输出端的电压;根据晶体管发射极-积极的电压Vbe-温度曲线计算获得晶体管的温度;以及根据电压Vbe-温度曲线的线性关系,获得所述芯片的温度。
13.一种用于估算汽车发电机定子温度的系统,其特征在于,包括:
权利要求10或12所述的芯片,所述集成在汽车发电机电路中,所述芯片紧贴发电机定子放置;
主控器,所述主控器连接到所述芯片的控制器以接收所述控制器测量得到的芯片的温度;所述主控器被配置为根据芯片温度-发电机定子温度的线性关系,获得发电机定子的温度。
14.根据权利要求13所述的用于估算汽车发电机定子温度的系统,其特征在于,所述芯片为LIN调节器芯片。
15.根据权利要求13所述的用于估算汽车发电机定子温度的系统,其特征在于,所述主控器被配置为根据如下线性关系估算发电机电子温度:T定子=K·T芯片,其中T定子为发电机定子温度,T芯片为芯片温度,K为固定值。
16.根据权利要求13所述的用于估算汽车发电机定子温度的系统,其特征在于,所述主控器被配置为根据一阶时延法,通过如下公式迭代获得发电机定子的温度:
EstALTTemp=EstALTTemp+(T_Tbat_senseEST-EstALTTemp)*(1/ThermalConst)
其中,EstALTTemp是上次迭代估算出的发电机定子温度,T_Tbat_senseEST是新检测到的发电机定子温度T定子,ThermalConst是一个常数系数。
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