CN107672543A - 发电机的控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机的控制方法与系统，所述方法包括：当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。本发明在实际应用中可以根据当前蓄电池的剩余电量来对应控制发电机的工作状态，从而有效减小了发动机扭矩的消耗，提高了汽车的整体操控性。

Description

发电机的控制方法与系统

技术领域

本发明涉及汽车设备控制技术领域，特别涉及一种发电机的控制方法与系统。

背景技术

众所周知的，汽车发电机是汽车的主要电源，主要用于在发动机正常运转时(怠速以上)，向所有的用电设备(起动机除外)进行供电，同时向蓄电池进行充电，从而保证了汽车的整个电路系统的正常运行。

然而，传统的汽车发电机在发动机启动之后(例如在怠速状态下)会一直处于持续发电状态，不能根据汽车的运行状态以及蓄电池的电量来对应调整发电机的发电量。由于在发电机发电时消耗的是发动机的输出扭矩，这将造成在发动机扭矩不足的情况下影响整车操控性。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提出一种在汽车处于怠速状态下能够根据汽车的运行状态及蓄电池的电量来对应控制发电机的发电量的方法与系统，以满足实际应用需求。

本发明提出一种发电机的控制方法，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其中，所述方法包括如下步骤：

当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；

若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；

若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。

本发明提出的发电机的控制方法，当判断到汽车处于怠速状态时，检测蓄电池的当前剩余电量值，然后将该当前剩余电量值分别与第一预设电量值、第二预设电量值以及第三预设电量值进行比较，具体的，当大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；当小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机仅为所述汽车进行供电，当小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电。本发明提出的发电机的控制方法，在实际应用中可以根据当前蓄电池的剩余电量来对应控制发电机的工作状态，从而有效减小了发动机扭矩的消耗，提高了汽车的整体操控性。

所述发电机的控制方法，其中，所述方法还包括：

若所述当前剩余电量值小于所述第三预设电量值，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒压充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

所述发电机的控制方法，其中，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为加速状态时，则将所述第一预设电量值以及所述第二预设电量值分别降低预设梯度以得到对应的第一预设修正电量值以及第二预设修正电量值；

若所述当前剩余电量值大于所述第一预设修正电量值，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于所述第一预设修正电量值且大于所述第二预设修正电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电。

所述发电机的控制方法，其中，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为匀速状态时，判断所述汽车的发动机是否处于最佳油耗区间；

若是，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

所述发电机的控制方法，其中，所述判断所述汽车的发动机是否处于最佳油耗区间的步骤包括：

获取所述汽车的发动机的当前输出扭矩以及当前转速；

根据所述当前输出扭矩以及所述当前转速在预设油耗曲线中查找得到对应的当前油耗值；

判断所述当前油耗值是否在所述最佳油耗区间内。

所述发电机的控制方法，其中，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为减速状态时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车的其它用电设备进行供电。

所述发电机的控制方法，其中，所述第一预设电量值为90％，所述第二预设电量值为80％，所述第三预设电量值为70％。

所述发电机的控制方法，其中，所述第一预设修正电量值为85％，所述第二预设修正电量值为75％。

本发明还提出一种发电机的控制系统，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其中，所述系统包括一怠速控制模块，具体用于：

当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；

若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；

若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例提出的发电机的控制方法的原理框图；

图2为本发明第一实施例中的发动机的万有特性曲线(转速-扭矩-油耗)示意图；

图3为本发明第一实施例中发电机在各工况下的对应的发电状态的示意图；

图4为本发明第二实施例中发电机的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，对于第一实施例中的发电机的控制方法，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其中，所述方法包括如下步骤：

S101，当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值。

具体的，当所述汽车启动后处于怠速状态时(也即在汽车点火之后，汽车仍处于静止状态，车速为0km/h)，此时通过蓄电池传感器来检测汽车蓄电池的当前剩余电量值，其中蓄电池为现有的12V蓄电池，当前剩余电量值为蓄电池SOC值。

S102，若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电。

如上所述，在检测到了该蓄电池的当前的SOC值时，判断当前的SOC值与第一预设电量值之间的大小。在本实施例中，第一预设电量值为90％。当判断到当前的SOC值大于90％时(例如当前SOC值为95％)，说明此时蓄电池内的电量非常充足，不需要发电机对其进行充电作业。因此，此时对应地控制所述发电机不发电。

S103，若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电。

进一步的，当检测到的当前SOC值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值时(在本实施例中，第一预设电量值为90％，第二预设电量值为80％)，例如此时蓄电池的当前SOC值为83％，则说明此时该蓄电池的剩余电量也较为充足，发电机同样无需对该蓄电池进行充电作业，而仅需为所述汽车中除所述蓄电池之外的其它用电设备进行供电，以保证汽车中各用电设备的正常运行。

S104，若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。

进一步的，当检测到的当前SOC值小于第二预设电量值且大于第三预设电量值时(在本实施例中，第二预设电量值为80％，第三预设电量值为70％)，例如此时蓄电池的当前SOC值为78％，由于该蓄电池当前的剩余电量小于80％，说明此时该蓄电池的电量有一定亏损，需要及时对其进行充电操作，也即此时控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电。在此需要指出的是，在进行恒流充电时，充电电流不能高于电池允许的充电电流。

在此需要补充的是，当检测到的当前SOC值小于第三预设电量值(70％)，则说明此时蓄电池的电量亏损较大，此时需要及时对其进行充电操作。与上述恒流充电方式不同，由于此时蓄电池的电量亏损过大，因而此时采用的为恒压充电方式，也即发电机以最大功率进行充电。

除此之外，本发明提出的发电机的控制方法，不仅用于当汽车处于怠速状态时进行发电机的对应控制，也可以用于该汽车处于其它的工况状态下发电机的对应的发电控制。

当判断到所述汽车为加速状态时，由于在汽车的加速过程中，此时对应的发动机扭矩需求过大，而发电机在进行发电时消耗的是发动机扭矩。为了保证发动机扭矩的正常供应，此时应尽可能地使得发电机不进行发电以避免发动机扭矩的消耗。在本实施例中，将第一预设电量值(90％)以及第二预设电量值(80％)分别降低预设梯度以得到对应的第一预设修正电量值(85％)以及第二预设修正电量值(75％)，由于此时将蓄电池充电的标准降低了，因此相对不容易触发发电机对其进行充电。

具体的，当汽车的当前SOC值大于第一预设修正电量值(85％)时，则控制所述发电机不发电；当汽车的当前SOC值小于第一预设修正电量值(85％)且大于第二预设修正电量值(75％)，则控制所述发电机仅为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电。该设置可以有效降低发动机的整体扭矩需求，进而降低了油耗。

当判断到所述汽车为匀速状态时，此时对该发电机的控制方法具体如下：首先判断该汽车的发动机是否处于最佳油耗区间；当判断到该汽车的发动机处于最佳油耗区间内时，则控制发电机为所述汽车供电的同时为所述蓄电池进行充电。

具体的，当对该汽车开始进行加速时，可以根据油门踏板位置以及发动机转速来计算出对应的需求扭矩。在匀速运行过程中，由于该需求扭矩只需要克服风阻以及滚阻，因此此时的发动机输出扭矩相对稳定(在此需要指出的是，该需求扭矩与发动机输出扭矩的值并不相同，该需求扭矩相当于额定扭矩，而发动机输出扭矩相当于实际扭矩)。当检测得到了发动机的输出扭矩以及当前转速之后，再根据该输出扭矩以及发动机的当前转速在预设油耗曲线(万有特性曲线)中查找得到对应的当前油耗值，然后判断该当前油耗值是否在最佳油耗区间内，若在最佳油耗区间内，则控制发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

在此需要补充的是，在判断汽车发动机的当前油耗是否在最佳油耗区间内时，还可以同时计算叠加多少发电扭矩可以相应省油，然后将计算好的叠加扭矩输入给发动机，这样发动机在最佳油耗区间发出来的电量既能满足整车的行车需求又能最大程度上的省油。例如，在发动机转速在1700rpm时，对应的发动机最大扭矩为100Nm(需求扭矩)，最佳油耗区间在100～70Nm。在实际行驶中，发动机在车速为60km/h的状态下进行匀速运行时，对发动机的需求扭矩约为63Nm，在本实施例中，发电机的功率为3Kw，根据公式P＝T*N/9550(其中，P为功率，T为扭矩，N为转速)可以计算得到发电机的最大发电扭矩为16.85Nm，换算到发动机端约为9Nm(速比为2.1，转换效率为0.9)。如不进行发电，则此时发动机的油耗为260g/kwh；若发电机全速发电时，对应的发动机的油耗为245g/kwh。很明显的，发电机在汽车处于匀速行驶状态下发电比较省油。

再例如，当汽车以较高的速度进行行驶(例如车速为120kph)时，发动机需发出的扭矩96Nm，但此时发动机的最佳油耗区间在96-100Nm，经计算发电机全力发电时所需的发动机扭矩为5Nm，但此时无需让发电机全力发电，因此控制该发电机只以消耗4Nm的发动机扭矩的功率进行发电，这样便可以保证发动机在最佳油耗区间内。

进一步的，当判断到所述汽车为减速状态时，此时相当于汽车拖动发动机进行转动(也可以理解为发动机对汽车进行制动)，发动机没有进行喷油。可以理解的，由于此时相当于将汽车的惯性能量传输给发动机，因此此时有利于发电机的发电作业(发电机进行发电时需要消耗发动机扭矩)。

本发明提出的发电机的控制方法，当判断到汽车处于怠速状态时，检测蓄电池的当前剩余电量值，然后将该当前剩余电量值分别与第一预设电量值、第二预设电量值以及第三预设电量值进行比较，具体的，当大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；当小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；当小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。本发明提出的发电机的控制方法，在实际应用中可以根据当前蓄电池的剩余电量来对应控制发电机的工作状态，从而有效减小了发动机扭矩的消耗，提高了汽车的整体操控性。

请参阅图4，对于第二实施例中的发电机的控制系统，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其中，所述系统包括依次连接的怠速控制模块10、加速控制模块20、匀速控制模块30以及减速控制模块40；

其中所述怠速控制模块10具体用于：

当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；

当判断到所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；

当判断到所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；

当判断到所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。

所述怠速控制模块10还用于：

若所述当前剩余电量值小于所述第三预设电量值，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒压充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

此外，所述系统还包括一加速控制模块20，具体用于：

当判断到所述汽车为加速状态时，则将所述第一预设电量值以及所述第二预设电量值分别降低预设梯度以得到对应的第一预设修正电量值以及第二预设修正电量值；

若所述当前剩余电量值大于所述第一预设修正电量值，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于所述第一预设修正电量值且大于所述第二预设修正电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电。

所述系统还包括一匀速控制模块30，具体用于：

当判断到所述汽车为匀速状态时，判断所述汽车的发动机是否处于最佳油耗区间；

若是，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

所述匀速控制模块30还具体用于：

获取所述汽车的发动机的当前输出扭矩以及当前转速；

根据所述当前输出扭矩以及所述当前转速在预设油耗曲线中查找得到对应的当前油耗值；

判断所述当前油耗值是否在所述最佳油耗区间内。

所述系统还包括一减速控制模块40，具体用于：

当判断到所述汽车为减速状态时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车的其它用电设备进行供电。

在此还需要指出的是，对于上述的发电机的控制方法，其具体实施需要对应安装一整套的智能发电控制装置，其中该智能发电控制装置包括依次连接的发动机控制器、发电机调节器以及蓄电池传感器，在实际连接时，通过LIN通讯线进行连接。其中上述的发电机的控制系统加载在该发电机调节器中，该蓄电池传感器将检测到的当前电量剩余值发送给该发电机调节器，发电机调节器根据接收到的当前电量剩余值来对应控制发电以及供电的方式，从而实现智能控制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成。所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，包括上述方法所述的步骤。所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种发电机的控制方法，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；

若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；

若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。

2.根据权利要求1所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述当前剩余电量值小于所述第三预设电量值，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒压充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

3.根据权利要求1所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为加速状态时，则将所述第一预设电量值以及所述第二预设电量值分别降低预设梯度以得到对应的第一预设修正电量值以及第二预设修正电量值；

若所述当前剩余电量值大于所述第一预设修正电量值，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于所述第一预设修正电量值且大于所述第二预设修正电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电。

4.根据权利要求1所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为匀速状态时，判断所述汽车的发动机是否处于最佳油耗区间；

若是，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电。

5.根据权利要求4所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述判断所述汽车的发动机是否处于最佳油耗区间的步骤包括：

获取所述汽车的发动机的当前输出扭矩以及当前转速；

根据所述当前输出扭矩以及所述当前转速在预设油耗曲线中查找得到对应的当前油耗值；

判断所述当前油耗值是否在所述最佳油耗区间内。

6.根据权利要求1所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判断到所述汽车为减速状态时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行充电的同时为所述汽车的其它用电设备进行供电。

7.根据权利要求1所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述第一预设电量值为90％，所述第二预设电量值为80％，所述第三预设电量值为70％。

8.根据权利要求3所述的发电机的控制方法，其特征在于，所述第一预设修正电量值为85％，所述第二预设修正电量值为75％。

9.一种发电机的控制系统，应用于一汽车，所述发电机与一蓄电池电性连接，其特征在于，所述系统包括一怠速控制模块，具体用于：

当判断到所述汽车为怠速状态时，获取所述蓄电池的当前剩余电量值；

若所述当前剩余电量值大于第一预设电量值时，则控制所述发电机不发电；

若所述当前剩余电量值小于第一预设电量值且大于第二预设电量值，则控制所述发电机为除所述蓄电池之外的所述汽车上的其它用电设备进行供电；

若所述当前剩余电量值小于所述第二预设电量值且大于第三预设电量值时，则控制所述发电机为所述蓄电池进行恒流充电的同时为所述汽车上的其它用电设备进行供电，其中所述第一预设电量值、所述第二预设电量值以及所述第三预设电量值依次减小。