CN110199111A - 通过交流发电机-起动机重新起动热机的方法 - Google Patents

通过交流发电机-起动机重新起动热机的方法 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及一种用于通过交流发电机‑起动机(10)重新起动机动车辆的热机(11)的方法，所述交流发电机‑起动机耦接到所述热机(11)且包括控制模块(14)，其特征在于，如果所述热机(11)的起动失败，所述方法包括：‑在预先确定时限内暂停由所述交流发电机‑起动机(10)产生扭矩的步骤；以及‑激活所述交流发电机‑起动机(10)的第二步骤，以当在所述热机(11)处于回弹阶段时所述热机(11)的旋转速度超出预先确定阈值时，再次产生所述热机(11)的起动扭矩。

Description

通过交流发电机-起动机重新起动热机的方法
技术领域
本发明涉及一种通过交流发电机-起动机重新起动热机的方法。
背景技术
特别是在城市环境中节能和减少污染的考虑正在引领机动车辆制造商为其模型配备用于根据交通状况自动起动和停止热机的系统，例如已知为“停止前进”的系统。
该类型的系统基于使用发动机计算机，该发动机计算机可以在起动机模式下控制交流发电机-起动机。在该模式中，控制器借助于功率电子器件以及机器转子的磁场，通过斩波器来控制定子磁场，以产生起动扭矩。
然而，特别是当交流发电机-起动机不能提供习惯性的起动扭矩时，例如在车辆的电池被放电的情况下，或者当热机需要与用于其起动的习惯性扭矩相比更大的起动扭矩时，特别是当热机的曲轴在热机停止时处于不利位置时，或者当热机在停止阶段期间仍在运动时需要重新起动时，热机的起动可能失败。
发明内容
本发明的目的是通过提供以一种通过交流发电机-起动机重新起动机动车辆的热机的方法有效地消除该缺点，该交流发电机-起动机耦接到热机并且包括控制模块，所述方法包括：
-通过交流发电机-起动机接收用于起动热机的请求的步骤；和
-激活交流发电机-起动机以产生热机的起动扭矩的第一步骤，
其特征在于，在热机起动失败的情况下，所述方法包括：
-在预先确定时段期间暂停由交流发电机-起动机产生的扭矩的步骤；和
-激活交流发电机-起动机的第二步骤，以当在热机处于回弹阶段时热机的旋转速度变得大于预先确定阈值时，再次产生热机的起动扭矩。
回弹阶段是指热机的速度变化从负变为正的阶段。
由于在热机的回弹阶段中控制交流发电机-起动机，因此本发明可以通过使用曲轴的动能来优化第二次起动热机的成功机会。
根据一个实施例，计算预先确定时段以允许冷却控制模块，使得交流发电机-起动机的控制模块的温度变得低于最大操作温度阈值。
根据一个实施例，预先确定时段尤其在100ms至500ms的范围内。
根据一个实施例，可以根据控制模块的温度来调整预先确定时段。
根据一个实施例，在激活控制模块的热保护之后实施扭矩暂停的步骤。
根据一个实施例，当控制模块的开关元件的结点温度超过阈值时，激活热保护。
根据一个实施例，开关元件的结点温度特别是从在控制模块处测量的温度以及从交流发电机-起动机的旋转速度的测量值来估计。
根据一个实施例，开关单元的结点温度是测量的温度。
根据一个实施例，在取决于控制模块的温度范围的逆变器的操作时机的预先确定时段结束之后激活热保护。
根据一个实施例，如果热机的第二次起动失败，则该方法包括放弃所述方法的步骤。
根据一个实施例，交流发电机-起动机可以根据LIN或CAN类型的通信协议与发动机计算机通信。
本发明还涉及一种控制模块，该控制模块包括存储器，该存储器存储用于实现如前所述的用于重新起动热机的方法的软件指令。
附图说明
通过阅读以下描述并检查伴随它的附图，将更好地理解本发明。这些图纯粹是为了说明而提供的，并不以任何方式限制本发明。
图1是实施根据本发明的重新起动热机的方法的交流发电机-起动机的功能示意图；
图2是说明在第一次起动失败以及随后第二次起动热机成功期间根据本发明的交流发电机-起动机的控制的时间图；
图3是说明在热机的第一次起动和第二次起动失败期间根据本发明的交流发电机-起动机的控制的时间图；
图4是示出根据控制模块的温度的逆变器的激活时段的图示。
具体实施方式
图1示意性地表示根据本发明的交流发电机-起动机10。交流发电机-起动机10设计成安装在车辆中，该车辆包括连接到电池12的车载电网。车载网络可以是12V、24V或48V类型。交流发电机-起动机10以已知的方式通过系统与热机11耦接，该系统具有带11'或植入配件正面上的链条。
另外，交流发电机-起动机10可以根据LIN类型(本地互连网络)或CAN类型(控制器局部网络，其是串行系统总线)的通信协议与发动机计算机15通信。
交流发电机-起动机10可以在交流发电机模式下起作用，或者在包括起动机模式的电动机模式下起作用，交流发电机模式也称为发电机模式，这些模式对于本领域技术人员来说是已知的。
交流发电机-起动机10尤其包括电子技术部件13和控制模块14。
更具体地，电子技术部件13包括感应元件18和电感元件19。根据一个示例，电枢18是定子，并且电感器19是包括励磁线圈20的转子。定子18包括N个相。在所考虑的示例中，定子18包括三相U、V和W。作为变型，对于五相机器，相的数量N可以等于5，对于六相或双三相类型的机器，相的数量N可以是6，或者对于七相机器，相的数量N可以是7。
定子18的相可以以三角形或星形的形式耦接。还可以设想三角形和星形耦接的组合。
控制模块14包括包含斩波器的激励电路141，以便于产生激励电流，该激励电流被注入激励线圈20。激励电流可以例如通过分流型电阻器来测量。
转子19的角位置和角速度的测量可以借助于模拟霍尔效应传感器H1、H2、H3以及通过与转子19一体旋转的相关磁靶25来执行。
控制模块14还包括控制电路142，控制电路142包括例如微控制器，微控制器根据从发动机计算机15获得且经由信号连接器24接收的控制信号控制逆变器26。
逆变器26具有臂，每个臂包括两个开关元件，使得可根据元件是否接通或断开而将定子18的相应相U、V、W选择性地连接到地或电池12的供电电压。开关元件优选地是MOSFET类型的功率晶体管。
模块143(其操作在下文中更详细地描述)确保了交流发电机-起动机10的热保护。
控制模块14包括存储器，其存储用于实现下文描述的逆变器26的控制策略的软件指令。
下面参考图2提供对通过交流发电机-起动机10起动热机11的方法的不同步骤的描述。
在时刻t1，由交流发电机-起动机10接收由发动机计算机15发出的用于起动热机11的请求。由发动机计算机15发射的信号MM_R因此从对应于空档状态N的状态进入到对应于起动模式R的状态。
在响应时间之后，交流发电机-起动机10在时刻t2被激活，使得激励电流被注入到励磁线圈20中，以在时段T1内使转子磁通。因此，交流发电机-起动机的状态信号MM_Alt从对应于机器的空档状态的状态进入对应于起动模式R的状态。然后，在时刻t3控制交流发电机-起动机10，以产生热机11的起动转矩。
在时刻t4，在控制模块14的至少一个开关元件的结点温度超过阈值之后，激活模块143产生的热保护。可以估计开关单元的结点温度，特别是从在控制模块14处测量的温度和交流发电机-起动机10的旋转速度的测量值来估计。作为变型，开关单元的结点温度可以是测量的温度。
或者，在逆变器26的预先确定操作时间结束之后激活热保护，这取决于控制模块14的温度范围。如图4所示，因此可定义三个操作时段K1、K2、K3，每个分别对应于控制模块14的温度范围P1、P2、P3。温度范围越大，逆变器26的操作时段K1、K2、K3越短。应当理解，温度范围的数量和操作时段的值可以根据应用进行调整。
由于热机11的起动失败，热机11的速度(对应于图2中的机器的旋转速度V_alt)在激活热保护时没有超过其自主阈值，控制模块14命令由交流发电机-起动机10产生的扭矩暂停预定时间段T2。然后，相应的信号S_c进入状态1，以通知发动机计算机15。
计算预先确定时段T2，以允许冷却控制模块14，使得该模块的温度变得低于最大操作温度阈值。该预先确定时段T2特别地在100ms至500ms的范围内。可以根据控制模块14的温度调节预先确定时段T2。该时段T2是在检测到热机11的回弹阶段时重新开始提供扭矩之前要遵守的最小时段。
在时段T2结束时，当在热机11处于回弹阶段时热机11的旋转速度(对应于V_alt)变为大于预先确定阈值时，即当热机11的速度变化从负变为正时，交流发电机-起动机10在时刻t5再次被激活，以产生热机11的起动机扭矩。
在时刻t6，观察到已经达到其自主阈值的热机11的起动是成功的。
应当注意，在扭矩暂停阶段期间，转子19优选地继续被转动，以便于一旦检测到热机11的回弹阶段就允许在时刻t5再次提供扭矩。
如图3所示，在热机11的第二次起动失败的情况下，即在时刻t6，在热机11达到其自主状态之前再次激活热保护，并且该方法包括放弃该过程的步骤。
然后，控制模块14发出放弃扭矩时段T3的信号A_c，其用于发动机计算机15，以通知计算机该情况，并且机器进入空档模式(参见信号MM_R和MM_Alt)。
应当理解，前面的描述纯粹是作为示例提供的，并不限制本发明的领域，通过用任何其他等同物替换不同的元件不会违背本发明。
另外，本发明的不同特征，变型和/或实施例可以根据各种组合彼此相关联，只要它们不是不相容的或相互排斥的。

Claims (12)

1.用于通过交流发电机-起动机(10)重新起动机动车辆的热机(11)的方法，所述交流发电机-起动机耦接到所述热机(11)且包括控制模块(14)，所述方法包括：
-通过所述交流发电机-起动机(10)接收起动所述热机(11)的请求的步骤；以及
-激活所述交流发电机-起动机(10)以产生所述热机(11)的起动扭矩的第一步骤，
其特征在于，在所述热机(11)起动失败的情况下，所述方法包括：
-在预先确定时段(T2)期间暂停由所述交流发电机-起动机(10)产生扭矩的步骤；和
-激活所述交流发电机-起动机(10)的第二步骤，以当在所述热机(11)处于回弹阶段时所述热机(11)的旋转速度变得大于预先确定阈值时，再次产生所述热机(11)的起动扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述预先确定时段(T2)，以允许冷却所述控制模块(14)，使得所述交流发电机-起动机(10)的控制模块(14)的温度变为低于最大操作温度阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先确定时段(T2)特别地在100ms至500ms的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，能够根据所述控制模块(14)的温度来调整所述预先确定时段(T2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在激活所述控制模块(14)的热保护之后实施扭矩暂停的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述控制模块(14)的开关元件的结点温度超过阈值时，激活所述热保护。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，特别是从在所述控制模块(14)处测量的温度以及从所述交流发电机-起动机(10)的旋转速度的测量值来估计所述开关元件的结点温度。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述开关单元的结点温度是测量的温度。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，在取决于所述控制模块的温度范围(P1-P3)的逆变器(26)的操作时机的预先确定时段(K1-K3)结束之后激活所述热保护。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述热机(11)的第二次起动失败，则该方法包括放弃所述方法的步骤。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述交流发电机-起动机(10)能够根据LIN或CAN类型的通信协议与发动机计算机(15)通信。
12.一种控制模块(14)，包括存储器，该存储器存储用于实施如根据前述权利要求中任一项所述的用于重新起动热机(11)的方法的软件指令。
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