本申請(qǐng)要求2015年6月29日提交的標(biāo)題為“Alternator Control with Temperature-Dependent Safety Feature”的美國臨時(shí)申請(qǐng)第62/186,010號(hào)的35U.S.C.§119(e)下的權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的技術(shù)領(lǐng)域總體上涉及交流發(fā)電機(jī)，并且更具體地，涉及用于控制具有溫度依賴性安全部件的交流發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)面對(duì)越來越多的對(duì)于更高操作安全性以及降低會(huì)由于電子故障或其他故障引起的有害條件的需求。例如，為了確保安全和保持電池壽命，交流發(fā)電機(jī)可以在被充電的電池的操作充電限制的適當(dāng)裕度內(nèi)保持充電電壓。然而，電子故障或其他設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致正在充電的電池處于不期望的電壓下，諸如超過電池的操作限制。這種充電條件會(huì)限制電池的可用壽命，或者更差地導(dǎo)致災(zāi)難性故障，諸如火災(zāi)、爆炸和/或其他安全危害。針對(duì)現(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)施加的安全標(biāo)準(zhǔn)越來越多地要求降低和/或消除這種有害條件的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于控制交流發(fā)電機(jī)的方法包括：確定與耦合至交流發(fā)電機(jī)的電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值；以及基于確定的與電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值來確定用于交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)緊急閾值。該方法還包括：通過交流發(fā)電機(jī)的控制器啟動(dòng)確定與電池相關(guān)聯(lián)的電壓超過確定的激勵(lì)緊急閾值的至少一個(gè)安全措施。

根據(jù)另一實(shí)施例，一種裝置包括被配置為提供充電電壓的輸出以及耦合至輸入的控制電路?？刂齐娐房捎糜诖_定與耦合至交流發(fā)電機(jī)的電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值，并且基于確定的與電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值確定用于交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)緊急閾值。控制電路還用于啟動(dòng)確定輸出電壓超過確定的激勵(lì)緊急閾值的至少一個(gè)安全措施。

根據(jù)另一實(shí)施例，一種系統(tǒng)包括被配置為向車輛電池提供充電電壓的交流發(fā)電機(jī)以及經(jīng)由接口耦合至交流發(fā)電機(jī)的引擎控制單元。交流發(fā)電機(jī)包括控制交流發(fā)電機(jī)的電路，其被配置為基于經(jīng)由接口從引擎控制單元接收的信息確定與耦合至交流發(fā)電機(jī)的電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值，以及基于確定的與電池相關(guān)聯(lián)的依賴于溫度的值確定用于交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)緊急閾值。電路還被配置為啟動(dòng)確定充電電壓超過確定的激勵(lì)緊急閾值的至少一個(gè)安全措施。

本公開的特定實(shí)施例可以提供多種技術(shù)效果。例如，一些實(shí)施例的技術(shù)效果可以包括提供溫度依賴安全路徑以使交流發(fā)電機(jī)輸出電壓無效的能力。一些實(shí)施例可以基于確定輸出電壓超過溫度依賴激勵(lì)緊急閾值使交流發(fā)電機(jī)輸出電壓無效。本公開意識(shí)到，電池電壓高于特定閾值會(huì)在一個(gè)或多個(gè)電池單元內(nèi)引起不期望的化學(xué)反應(yīng)，這會(huì)產(chǎn)生脫氣和/或不期望的容量損失。用于特定電池的脫氣閾值可以不僅依賴于電池電壓，而且還依賴于電池的溫度。因此，本公開意識(shí)到，針對(duì)充電電池的適當(dāng)激勵(lì)限制還可以取決于被充電電池的溫度。因此，本公開的特定實(shí)施例的技術(shù)效果可以包括基于溫度依賴變量適當(dāng)?shù)匦薷募?lì)緊急閾值。因此，溫度依賴激勵(lì)緊急閾值可以允許交流發(fā)電機(jī)在各個(gè)充電電壓下引出電池脫氣的溫度依賴特性。

另外或可選地，本公開意識(shí)到，激勵(lì)緊急閾值和它們對(duì)應(yīng)的溫度依賴的特性可以取決于被充電的特定電池和/或電池類型的各種尺寸、容量、類型、化學(xué)特性、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品制造商和其他特性。因此，特定實(shí)施例的另一技術(shù)效果可以包括調(diào)整溫度依賴激勵(lì)緊急閾值以引出被充電的特性電池和/或電池類型的特定特性。根據(jù)本公開的原理，各個(gè)實(shí)施例可以充分降低和/或消除與會(huì)導(dǎo)致有害條件(諸如火災(zāi)、爆炸或其他安全問題)的電子故障和/或其他故障相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)。本公開的原理還可以應(yīng)用于具體實(shí)施例來在各個(gè)溫度下增加充電效率和/或增加電池壽命。另一個(gè)技術(shù)效果可以包括提供和/或幫助提供例如與用于ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)的ASIL-C和/或ASIL-D目標(biāo)兼容的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的能力。

溫度信息可以不明確用于控制交流發(fā)電機(jī)的電路的特定實(shí)施例還可以得益于本公開的教導(dǎo)。具體地，在一些實(shí)施例中，引擎控制單元可以具有與控制交流發(fā)電機(jī)的電路交互的通信鏈接或接口。引擎控制電路的具體實(shí)施例可以不被編程為將溫度的明確測(cè)量值傳輸至控制交流發(fā)電機(jī)的電路。類似地，在一些實(shí)施例中，控制交流發(fā)電機(jī)的電路可以不有線連接或以其他方式配置為接收來自電池和/或引擎艙室傳感器的溫度信息。在特定實(shí)施例中，本公開的教導(dǎo)可以允許推論溫度和/或從電壓設(shè)置點(diǎn)中推斷溫度，其可以通過引擎控制電路傳輸至控制交流發(fā)電機(jī)的電路。這可以允許通過控制交流發(fā)電機(jī)的電路來實(shí)施溫度依賴安全部件而不需要顯著地重新編程引擎控制單元和/或重寫交流發(fā)電機(jī)以連接各個(gè)傳感器。

盡管上面列舉了特定優(yōu)點(diǎn)，但各個(gè)實(shí)施例可以包括所列舉優(yōu)點(diǎn)中的所有優(yōu)點(diǎn)、一些優(yōu)點(diǎn)或者不包括這些優(yōu)點(diǎn)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下附圖、說明書和權(quán)利要求之后可以明白其他技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)，結(jié)合附圖進(jìn)行以下描述，其中類似的參考標(biāo)號(hào)表示類似的元件，其中：

圖1A是示出可從本公開的教導(dǎo)中獲利的交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的框圖；

圖1B是示出與電池相關(guān)聯(lián)的多個(gè)電壓值的電壓對(duì)電池溫度的示圖；

圖2是示出具有溫度依賴安全部件的用于交流發(fā)電機(jī)控制的系統(tǒng)的框圖；

圖3是示出具有溫度依賴安全部件的交流發(fā)電機(jī)控制電路的簡(jiǎn)化電路圖；

圖4是示出用于激勵(lì)緊急斷開部件的各個(gè)實(shí)施例的特定電壓特性相對(duì)于溫度的示圖；以及

圖5是示出具有溫度依賴安全部件的交流發(fā)電機(jī)控制的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本公開提供了具有溫度依賴安全部件的用于交流發(fā)電機(jī)控制的方法和系統(tǒng)。例如，交流發(fā)電機(jī)可以裝配有安全部件，其可以在交流發(fā)電機(jī)輸出電壓超過特定的安全和/或緊急閾值的情況下被使能或觸發(fā)。本公開的教導(dǎo)意識(shí)到，可用于對(duì)電池充電的安全交流發(fā)電機(jī)輸出電壓可以根據(jù)電池溫度而變化，因此本公開意識(shí)到，可以有利地提供根據(jù)電池溫度變化的激勵(lì)緊急閾值。

本公開的特定實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)通過參照?qǐng)DA至圖5來理解，其中各附圖中類似的標(biāo)號(hào)表示類似和對(duì)應(yīng)的部分。

圖1A是示出可得益于本公開的教導(dǎo)的系統(tǒng)的框圖。在圖1A中，交流發(fā)電機(jī)12(其為電子振蕩器的形式)生成可用于為電池14充電的電壓13和/或向其他電子部件(未明確示出)提供源電壓。交流發(fā)電機(jī)12的一般應(yīng)用是車輛系統(tǒng)(諸如汽車或卡車)，其中，通過引擎20的傳動(dòng)系機(jī)械地驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)12。引擎20被引擎控制單元18所控制。一般來說，在這種應(yīng)用中，交流發(fā)電機(jī)12可以將來自引擎的曲軸的旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為可被電池14存儲(chǔ)和/或被車輛內(nèi)的各種其他電子部件(未明確示出)使用的電能。為了提供用于充電電壓13的適當(dāng)電平，交流發(fā)電機(jī)12可以包括電壓調(diào)節(jié)器13或其他適當(dāng)?shù)目刂齐娐?，以基于電壓設(shè)置點(diǎn)23調(diào)節(jié)充電電壓13。用于充電電壓13的電壓設(shè)置點(diǎn)23可以通過引擎控制單元18來指定。

圖1B是示出與電池14相關(guān)聯(lián)的多個(gè)電壓值的電壓對(duì)電池溫度的示圖。在該圖中，示出各個(gè)電壓電平相對(duì)于電池14的溫度是恒定的；然而，如本文所述，這些電壓電平可以根據(jù)本公開的教導(dǎo)(如圖4所示)隨電池14的溫度變化。電池14可具有用于充電的期望電壓范圍，其從最小充電電壓40延伸到最大充電電壓42，其中用于充電電壓13的額定期望電平被指定為電壓設(shè)置點(diǎn)23。電池14還可以具有脫氣電壓閾值46，在該閾值處或者高于該閾值可認(rèn)為是有害的。例如，特定電池14可以包括各種充電電壓13，其對(duì)于電池14來說適于接收電荷。例如，鉛酸電池可以每單元2.15V或2.15V以上進(jìn)行充電，或者對(duì)于6單元電池來說以大約12.9V充電。如果沒有達(dá)到最小充電電壓40，則電池14不會(huì)進(jìn)行充電。另一方面，電池14以高于脫氣電壓閾值46的充電電壓13進(jìn)行充電會(huì)經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，這導(dǎo)致脫氣和/或不期望的容量損失。如果長時(shí)間向電池14施加高于最大充電電壓42和/或脫氣電壓閾值46的充電電壓13，則電池14會(huì)爆炸和/或起火。即使在沒有發(fā)生諸如爆炸或起火的有害結(jié)果的情況下，以不期望的高充電電壓13或接近脫氣電壓閾值46對(duì)電池14充電會(huì)限制電池14的使用壽命和/或?qū)е码姵?4的故障。激勵(lì)緊急閾值44與充電電壓13相關(guān)聯(lián)，低于該值認(rèn)為充電電池14是安全的和/或可接受的，和/或高于該值充電電池14可認(rèn)為是危險(xiǎn)的。激勵(lì)緊急閾值44還可以包括安全和/或激勵(lì)緊急閾值44與脫氣電壓閾值46之間的誤差的一些裕度，如圖1B中的范圍48所示。以下詳細(xì)描述激勵(lì)緊急閾值44。

參照?qǐng)D1A，在一些情況下，可以期望提供安全機(jī)制，其具有在特定的故障條件下使交流發(fā)電機(jī)12不能輸出充電電壓13的能力。例如，在一些情況下，制造缺陷、隨時(shí)間的磨損和/或其他“小故障”可能會(huì)引起充電電壓13進(jìn)入以下狀態(tài)：電壓調(diào)節(jié)器30的電源開關(guān)會(huì)在“ON”位置停止，從而使得交流發(fā)電機(jī)12恒定地輸出不可接受的高充電電壓13。在這種情況下，“小故障”會(huì)使得電壓設(shè)置點(diǎn)23被忽略，并且電壓調(diào)節(jié)器30不需要具有另一種實(shí)際方式來使充電電壓13無效。例如，引擎控制單元18和/或交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器30中的芯片上故障會(huì)隨機(jī)地發(fā)生，使得電壓調(diào)節(jié)器30在“ON”位置下停止。在這種情況下，引擎控制單元18不再能夠控制充電電壓13。如果長時(shí)間施加不可接受的高充電電壓13，這會(huì)導(dǎo)致電池14的災(zāi)難性故障，包括起火和/或爆炸。在特定情況下，脫氣會(huì)是非常嚴(yán)重的安全問題。例如，來自電池14的有害氣體會(huì)進(jìn)入乘客艙室，并且對(duì)車輛的乘客產(chǎn)生傷害。因此，期望的安全部件可以包括充電電壓13的緊急無效。在一些實(shí)施例中，這可以通過本公開稱為“激勵(lì)緊急斷開”部件。在一個(gè)示例中，在充電電壓13處于電池14的脫氣電壓閾值、接近脫氣電壓閾值或者高于脫氣電壓閾值的情況下，電壓調(diào)節(jié)器30內(nèi)的電源開關(guān)(在圖1A中未明確示出)可以自動(dòng)斷開。在本公開的各個(gè)實(shí)施例中，該閾值可以稱為“激勵(lì)緊急閾值”，在圖1B中通過線44示出其一個(gè)示例。

盡管相對(duì)于圖1B的溫度被示為恒定的，但特定電池14的電壓設(shè)置點(diǎn)23可以基于電池14的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。引擎控制單元18(或其他適當(dāng)控制器)可以考慮用于各種類型的電池14的溫度輪廓，并且可以基于電池14的溫度和類型指定電壓設(shè)置點(diǎn)23。此外，針對(duì)給定電池14的最小充電電壓40和最大充電電池42可以基于各種環(huán)境因素而變化，包括電池14的溫度和電池14的特定特性。因此，期望交流發(fā)電機(jī)12提供用于在各個(gè)溫度下進(jìn)行充電的電池14的可變充電電壓13，其在期望的最小充電電壓40和最大充電電壓42的范圍內(nèi)。例如，對(duì)于6單元鉛酸電池，用于在-20攝氏度進(jìn)行充電的充電電壓13的期望電壓范圍可以為16.02-16.56V，而用于在20攝氏度進(jìn)行充電的充電電壓13的期望電壓范圍可以為14.58-15.18V。對(duì)于其他類型的電池14(諸如鋰離子電池)，充電電壓13在相似溫度下可以較低。在一些實(shí)施例中，特定的操作情況可以附加或可選地根據(jù)期望改變充電電壓13。例如，交流發(fā)電機(jī)12可以被配置為向相關(guān)聯(lián)的內(nèi)燃機(jī)的沖量施加負(fù)沖量。作為另一示例，引擎控制單元18可以決定減小充電電壓13以減小引擎18上的負(fù)載(諸如在需要快速加速的情況下)。因此，可以根據(jù)期望修改電壓設(shè)置點(diǎn)23。引擎控制單元18(或者板上計(jì)算機(jī)或者其他適當(dāng)?shù)目刂破?可以包括和/或耦合至電池溫度傳感器和/或用于確定電池14的溫度的其他適當(dāng)?shù)膫鞲衅?未明確示出)。溫度傳感器可以位于電池14自身上或內(nèi)，或者位于引擎艙室內(nèi)。引擎控制單元18可以相應(yīng)地存儲(chǔ)溫度表、輪廓和/或適當(dāng)算法，用于針對(duì)電池14的特定類型和溫度確定適當(dāng)?shù)碾妷涸O(shè)置點(diǎn)23。電壓設(shè)置點(diǎn)23可以經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議輸出至電壓調(diào)節(jié)器30，電壓調(diào)節(jié)器30又可以使用電壓設(shè)置點(diǎn)23以及其他適當(dāng)?shù)男畔碓O(shè)置適當(dāng)?shù)某潆婋妷?3。

本公開意識(shí)到，電池14的脫氣電壓閾值46基于溫度而變化。因此，有利地，還提供根據(jù)脫氣電壓閾值46如何隨溫度變化而變化的激勵(lì)緊急閾值44。此外，由于脫氣電壓閾值46還可以基于被充電的電池14的具體類型而變化，所以可以另外或可選地，有利地提供基于電池14的溫度和/或類型變化的激勵(lì)緊急閾值44。例如。在相同或相似的溫度下，與特定的鉛酸電池相比，對(duì)于特定的鋰離子電池來說，適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44可以較低，因?yàn)榫唧w的鋰離子電池具有比所述鉛酸電池更低的脫氣電壓閾值46。

因此，使用取決于電池14的溫度的激勵(lì)緊急閾值44可以相對(duì)于使用固定的激勵(lì)緊急閾值44提供各種改進(jìn)。由于脫氣電壓閾值46是溫度的函數(shù)(脫氣電壓閾值46隨溫度增加而降低)，可以期望適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)增加的溫度而降低激勵(lì)緊急閾值44。這種特征可以通過電池14不會(huì)通過會(huì)對(duì)電池14引起傷害的過量電平進(jìn)行充電來防止發(fā)生災(zāi)害和/或延長電池14的壽命。盡管在圖1B中示為電壓，但如本文所討論的，激勵(lì)緊急閾值44可以表示任何適當(dāng)?shù)闹岛?或電壓，處于該電壓和/或該電壓以上會(huì)適當(dāng)?shù)厥钩潆婋妷?3失效。例如，激勵(lì)緊急閾值44可以是由交流發(fā)電機(jī)12提供會(huì)導(dǎo)致充電電壓13處于脫氣閾值電壓46、接近脫氣閾值電壓46或高于脫氣閾值電壓46的當(dāng)前值。

盡管期望在調(diào)節(jié)用于充電電壓13的激勵(lì)緊急閾值44時(shí)考慮電池14的溫度，但本公開還意識(shí)到，交流發(fā)電機(jī)12的特定實(shí)施例可得到來自電池溫度傳感器或其他引擎艙室傳感器的溫度傳感器數(shù)據(jù)，其他交流發(fā)電機(jī)12可以不直接得到這種信息。例如，引擎控制單元18可以得到電池14的溫度，并使用該溫度來設(shè)置電壓設(shè)置點(diǎn)23，但是電壓調(diào)節(jié)器30可以不得到這種溫度信息以基于電池14的溫度設(shè)置激勵(lì)緊急閾值44。此外，電壓調(diào)節(jié)器30的溫度可以不匹配電池14的溫度，因?yàn)殡妷赫{(diào)節(jié)器30可以安裝至交流發(fā)電機(jī)12，其可以位于遠(yuǎn)離14的位置和/或可以具有不同的操作溫度。因此，可以期望電壓調(diào)節(jié)器30包括基于電池14的溫度信息確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44的方式。例如，激勵(lì)緊急閾值44可以基于從位于引擎艙室內(nèi)和/或電池14附近的各種溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)和/或值來確定。

如上所述，在一些實(shí)施方式中，引擎控制單元18得到用于電池14的溫度信息，但是電壓調(diào)節(jié)器30不這樣做。此外，難以將溫度信息從引擎控制單元18傳輸至電壓調(diào)節(jié)器30。因此，由于引擎控制單元18將電壓設(shè)置點(diǎn)23傳輸至電壓調(diào)節(jié)器30，并且電壓設(shè)置點(diǎn)23可以取決于電池14的溫度(如上所述)，所以可以通過將電壓設(shè)置點(diǎn)23用作電池14溫度的代理來影響基于溫度對(duì)充電電壓13的控制。換句話說，即使電壓調(diào)節(jié)器30不明確得到電池14的溫度，電池14的溫度可以通過電壓調(diào)節(jié)器30根據(jù)所接收的電壓設(shè)置點(diǎn)23來推斷。這使得充電電壓13的控制取決于電池14的溫度。提供溫度依賴安全部件可以使得交流發(fā)電機(jī)12在超過激勵(lì)緊急閾值44的情況下斷開和/或禁用充電電壓13。因此，本公開提供了具有溫度依賴激勵(lì)緊急斷開部件的用于交流發(fā)電機(jī)控制的方法、系統(tǒng)和裝置的各種實(shí)施例。

圖2是示出具有溫度依賴安全部件的用于交流發(fā)電機(jī)控制的系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng)10包括交流發(fā)電機(jī)12、電池14、引擎控制單元18、引擎20和電壓調(diào)節(jié)器30，它們?cè)谏厦鎱⒄請(qǐng)D1A進(jìn)行了描述。此外，在圖2中還示出了車輛負(fù)載16。信息22可以經(jīng)由接口24在引擎控制單元18與交流發(fā)電機(jī)12之間交換。一般來說，使用交流發(fā)電機(jī)12并產(chǎn)生充電電壓13，系統(tǒng)10將來自引擎20的機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為可被電池14和其他車輛負(fù)載16使用的電能。引擎控制單元18可以接收來自各種溫度傳感器的輸入以經(jīng)由接口24向交流發(fā)電機(jī)12提供適當(dāng)?shù)碾妷涸O(shè)置點(diǎn)23(作為信息22的一部分)。交流發(fā)電機(jī)12的各種所示部件可以用于提供適當(dāng)?shù)募?lì)電流26，計(jì)算激勵(lì)電流26以使交流發(fā)電機(jī)12將期望的充電電壓13輸出至電池14和/或車輛電子負(fù)載16。期望的充電電壓13可以基于從引擎控制單元18的接口24接收的信息22以及本文討論的任何其他適當(dāng)信息來確定。信息22可以表示任何適當(dāng)?shù)囊蕾囉跍囟鹊闹?，諸如溫度傳感器數(shù)據(jù)、一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23或者其他適當(dāng)?shù)臏囟纫蕾囆畔ⅰ３郎囟纫蕾囆畔⒅饣蛘咦鳛闇囟纫蕾囆畔⒌目蛇x，信息22還可以表示其他適當(dāng)?shù)男畔ⅰ＿€應(yīng)該理解，雖然被示為經(jīng)由接口24接收，但交流發(fā)電機(jī)12可以基于任何適當(dāng)?shù)脑磥泶_定溫度，包括直接和/或間接地從與電池14相關(guān)聯(lián)的傳感器和/或引擎艙室內(nèi)的傳感器得到。

交流發(fā)電機(jī)12表示適當(dāng)硬件、軟件、機(jī)械部件和/或控制邏輯的任何組合，以接收來自引擎20的機(jī)械能量和/或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為用于對(duì)電池14充電的適當(dāng)充電電壓13，并且將能量提供給其他車輛負(fù)載16。交流發(fā)電機(jī)12可以表示任何適當(dāng)類型的交流發(fā)電機(jī)，包括線性交流發(fā)電機(jī)、多相交流發(fā)電機(jī)、無刷交流發(fā)電機(jī)、AC和/或DC發(fā)電機(jī)、牽引交流發(fā)電機(jī)和/或任何其他適當(dāng)類型的交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)12通常包括可經(jīng)由機(jī)械耦合鏈(諸如平帶，將轉(zhuǎn)子28連接至引擎20的曲柄軸)耦合至引擎20的旋轉(zhuǎn)軸。機(jī)械耦合將機(jī)械能從引擎20的傳動(dòng)系傳輸至轉(zhuǎn)子28。如圖所示，交流發(fā)電機(jī)12包括為轉(zhuǎn)子28生成適當(dāng)激勵(lì)電流26的電壓調(diào)節(jié)器30，從而使得定子30生成交流電。整流器32將交流電轉(zhuǎn)換為直流電以提供輸出電壓充電電壓13。

電壓調(diào)節(jié)器30可以經(jīng)由接口24接收來自引擎控制單元18的信息22。電壓調(diào)節(jié)器30可以向轉(zhuǎn)子28提供激勵(lì)電流26。激勵(lì)電流26和轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)可以在定子30中引入電流，從而為整流器32產(chǎn)生三相交流電。盡管未示出，但整流器32可以包括二極管和/或其他部件的適當(dāng)網(wǎng)絡(luò)來將交流電整流為直流電。然后，可以應(yīng)用適當(dāng)?shù)臑V波器以產(chǎn)生恒定的充電電壓13。如上所述，充電電壓13可用作電池14和其他車輛負(fù)載16的充電電壓和/或電源電壓。充電電壓13可以附加或可選地反饋給電壓調(diào)節(jié)器30以幫助下面參照?qǐng)D3更詳細(xì)描述的交流發(fā)電機(jī)控制功能。

電池14可以是用于一個(gè)或多個(gè)單元的容器的任何適當(dāng)形式，其中化學(xué)能可以被轉(zhuǎn)換為電能并用作電功率的源。電池14可以是任何適當(dāng)類型的電池，包括鉛酸電池、鋰離子電池、鋁電池或其他適當(dāng)?shù)念愋汀Ｔ谝恍?shí)施例中，電池14可以代表鋰離子電池。在一些實(shí)施例中，電池14可以是用于普通車輛應(yīng)用的典型六單元鉛酸電池。電池14可用于向啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供電能和/或向車輛內(nèi)的其他板上電部件16提供電能。

車輛負(fù)載16可以表示任何適當(dāng)?shù)碾姴考?，其可以接收來自交流發(fā)電機(jī)12和/或電池14的電能。例如，車輛負(fù)載可以包括電子儀表板(包括各種設(shè)備)，和/或可以包括無線電、空調(diào)部件、板上計(jì)算機(jī)、引擎控制單元18、座位控制、窗戶控制、雨刷、加熱座椅、方向盤控制、后視鏡控制和/或可要求電能來操作的各種其他一般車輛部件。

引擎控制單元18表示硬件、軟件、控制邏輯和/或用于控制、監(jiān)控和/或優(yōu)化引擎20的特定任務(wù)和/或功能的管理的電路的任何適當(dāng)組合。引擎控制單元18例如可以用于控制引擎20內(nèi)的特定致動(dòng)器，以利于引擎操作。例如，引擎控制單元18可以包括連接至引擎艙室和引擎20內(nèi)的各種傳感器的一系列輸入?；诟袦y(cè)的信息和/或反饋，引擎控制單元18可以控制引擎20內(nèi)的汽缸的定時(shí)序列和/或可以控制各種閥的定時(shí)，這允許燃料和/燃料混合物進(jìn)入汽缸和/或廢棄離開汽缸。附加地或可選地，引擎控制單元18可以包括與連接至引擎20的各種其他部件和附件(諸如沖量轉(zhuǎn)向模塊、水泵、制動(dòng)部件和/或散熱器)相關(guān)聯(lián)的控制、測(cè)量和感測(cè)功能。引擎控制單元20可以包括接口24來與交流發(fā)電機(jī)12交換信息22。一般地，引擎控制單元18可以向車輛控制系統(tǒng)的各種部件提供電子反饋和控制。引擎控制單元18可以接收來自各種傳感器的輸入以優(yōu)化引擎20的汽缸中的空氣燃料混合物，控制點(diǎn)火定時(shí)，和/或控制引擎20內(nèi)的怠速。

在一些實(shí)施例中，引擎控制單元18還可以包括輸入以接收來自與電池14相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器的溫度傳感器信息。所感測(cè)的溫度信息可以與電池14的實(shí)際溫度直接或間接相關(guān)聯(lián)。例如，溫度傳感器可以位于引擎艙室內(nèi)的適當(dāng)位置和/或可以被配置為感測(cè)電池14定位的引擎艙室的一般溫度。作為另一示例，一些實(shí)施例可以包括電池專用溫度傳感器以測(cè)量電池14的溫度和/或電池14的一個(gè)或多個(gè)單元的溫度。因此，引擎控制單元18可以接收與電池14內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)單元相關(guān)或者電池14內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)單元的溫度信息，和/或來自引擎20的各個(gè)其他部分(包括引擎艙室)的溫度信息?；陔姵?4的類型以及各種溫度信息，引擎控制單元18可以確定適當(dāng)?shù)碾妷涸O(shè)置點(diǎn)23，然后可以將電壓設(shè)置點(diǎn)23作為信息22傳輸至電壓調(diào)節(jié)器30。在一些實(shí)施例中，引擎控制單元20可以被配置為基于從其各個(gè)輸入接收和/或經(jīng)由各個(gè)輸入感測(cè)的溫度信息來確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。在這種實(shí)施例中，引擎控制單元18可以經(jīng)由接口24將適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44傳輸至交流發(fā)電機(jī)12的電壓調(diào)節(jié)器30。

引擎20可以是車輛應(yīng)用常用的內(nèi)燃機(jī)引擎的任何形式。例如，引擎20可以是柴油引擎、汽油引擎、混合沖量引擎和/或適合于特定應(yīng)用的任何形式的引擎。

信息22表示任何信號(hào)、數(shù)據(jù)、電壓、電流、值、變量和/或能夠傳輸依賴于溫度的值和/或其他信息的其他度量。信息22可以包括用于交流發(fā)電機(jī)12的操作指令。信息22還可以包括一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23。信息22還可以包括從與電池14相關(guān)聯(lián)的各種傳感器接收的溫度信息。在一些實(shí)施例中，引擎控制單元18而非電壓調(diào)節(jié)器30計(jì)算激勵(lì)緊急閾值44，信息22可以包括一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)緊急閾值44。此外，應(yīng)該理解，本公開討論的任何電壓、電流、閾值或其他度量可以通過本文討論的任何部件以任何適當(dāng)形式來表示和/或使用，但是不限于任何適當(dāng)?shù)哪M和/或數(shù)字值、變量或者基礎(chǔ)度量的其他表示。

接口24可以表示用于接收和/或傳輸信息22的硬件、軟件和控制邏輯的任何組合。接口24可以表示任何通信協(xié)議，諸如控域網(wǎng)(CAN)、FlexRay、DC-Bus、IDB-1394、IEBus、集成電路總線、串行外圍接口(SPI)、以太網(wǎng)、傳輸控制協(xié)議(TCP)、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和/或通用串行總線(USB)。在一些實(shí)施例中，接口24可以表示這些協(xié)議的組合。在一些實(shí)施例中，接口24可以表示本地接口網(wǎng)絡(luò)(LIN)。LIN可以包括被配置為利于車輛系統(tǒng)中的部件之間的通信的串行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。LIN協(xié)議可以符合由LIN聯(lián)盟和/或標(biāo)準(zhǔn)化國際組織(ISO)發(fā)布的特定規(guī)則，諸如ISO/DIS 17987-1。

電壓調(diào)節(jié)器30表示硬件、軟件、控制邏輯、電路、數(shù)字信號(hào)處理和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換的任何組合，它們被配置為執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)器的功能以將激勵(lì)電流26傳輸至轉(zhuǎn)子28。電壓調(diào)節(jié)器30可以計(jì)算激勵(lì)電流26以提供給由所請(qǐng)求的電壓設(shè)置點(diǎn)23指定的期望充電電壓13。以下參照?qǐng)D3詳細(xì)描述電壓調(diào)節(jié)器30的具體實(shí)施例。如上所述，電壓調(diào)節(jié)器30可以將激勵(lì)電流26輸出至轉(zhuǎn)子28，其又可以在定子30內(nèi)引入磁場(chǎng)，從而向整流器32提供交流電。整流器32表示能夠?qū)⒔邮盏降慕涣麟娹D(zhuǎn)換為DC電流的硬件和電路的任何組合。DC電流可以被適當(dāng)濾波以產(chǎn)生恒定的DC電壓，其作為充電電壓13提供給電池和/或作為車輛負(fù)載16的源電壓。

在操作中，引擎控制單元18可以監(jiān)控電池14的溫度?；谝婵刂茊卧?8的內(nèi)部邏輯，包括一個(gè)或多個(gè)依賴于溫度的值(諸如電壓設(shè)置點(diǎn)23、感測(cè)溫度或其他溫度信息)的信息22可以經(jīng)由接口24從引擎控制單元18發(fā)送至交流發(fā)電機(jī)12。例如，電壓調(diào)節(jié)器30可以接收一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23作為信息22。在一些實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器30還可以接收充電電壓13，其被提供給電池14作為反饋。至少部分地基于這些值，電壓調(diào)節(jié)器30可以確定激勵(lì)電流26以施加于轉(zhuǎn)子28?？梢酝ㄟ^電壓調(diào)節(jié)器30來調(diào)節(jié)激勵(lì)電流26以基于電池14的溫度條件和/或類型將期望的充電電壓13輸出至電池14。在具體實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器30可以另外包括邏輯和/或控制電路以在電壓調(diào)節(jié)器30檢測(cè)到充電電壓13在作為電壓電平的激勵(lì)緊急閾值44之上的情況下斷開激勵(lì)電流。電壓調(diào)節(jié)器30可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞絹頇z測(cè)充電電壓在激勵(lì)緊急閾值44之上。例如，電壓調(diào)節(jié)器30可以監(jiān)控和/或感測(cè)充電電壓13作為反饋。如果充電電壓13在激勵(lì)緊急閾值44之上，則安全部件可以被使能以使充電電壓13無效。安全部件可以獨(dú)立于用于生成激勵(lì)電流26的機(jī)制而被控制。作為另一示例，除對(duì)應(yīng)于電壓電平之外或者作為對(duì)應(yīng)于電壓電平的備選，緊急激勵(lì)閾值44可以對(duì)應(yīng)于適當(dāng)?shù)募?lì)電流26。例如，電壓調(diào)節(jié)器30可以監(jiān)控和/或感測(cè)激勵(lì)電流26以確定激勵(lì)電流26是否在激勵(lì)緊急閾值44之上。激勵(lì)緊急閾值44可以相應(yīng)為激勵(lì)電流26、充電電壓的測(cè)量值、或者可被確定以使電池14的充電電壓13針對(duì)給定溫度處于電池14的脫氣電壓閾值46或其不可接受的范圍內(nèi)的其他適當(dāng)測(cè)量值。

電壓調(diào)節(jié)器30可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)電池依賴輪廓60，其可用于基于依賴于溫度的值修改和/或設(shè)置激勵(lì)緊急閾值44。電壓調(diào)節(jié)器30可以存儲(chǔ)多個(gè)輪廓60，它們包括針對(duì)一個(gè)或多個(gè)電池類型的依賴于溫度的值和激勵(lì)緊急閾值之間的關(guān)系。電壓調(diào)節(jié)器30可以經(jīng)由工廠設(shè)置和/或用戶配置控制來設(shè)置為特定的電池和/或溫度輪廓60。因此，電壓調(diào)節(jié)器30可以適應(yīng)各種不同類型的車輛控制系統(tǒng)和電池14?；诖_定和/或設(shè)置與特定類型的電池14相關(guān)聯(lián)的電池14的特定輪廓，電壓調(diào)節(jié)器30可以基于依賴于溫度的值與輪廓60存儲(chǔ)的激勵(lì)緊急閾值44之間的關(guān)系確定激勵(lì)緊急閾值44。例如，激勵(lì)緊急閾值44可以基于通過電控制單元18提供給電壓調(diào)節(jié)器30的溫度依賴電壓設(shè)置點(diǎn)23來確定。因此，特定的激勵(lì)緊急閾值44可以取決于電池14的類型和溫度。

由于電壓調(diào)節(jié)器30監(jiān)控充電電壓13和電壓設(shè)置點(diǎn)23以持續(xù)地調(diào)節(jié)充電電壓13，電壓調(diào)節(jié)器30還可以針對(duì)任何不可接受的高激勵(lì)條件(即，例如，處于或高于激勵(lì)緊急閾值44的條件)來監(jiān)控激勵(lì)電流26。激勵(lì)緊急閾值44可以根據(jù)溫度而變化。例如，電壓調(diào)節(jié)器30可以規(guī)則地和/或連續(xù)地基于適當(dāng)?shù)囊蕾囉跍囟鹊闹蹈淖兗?lì)緊急閾值。依賴于溫度的值可以包括作為信息22從接口24接收的溫度依賴電壓設(shè)置點(diǎn)、來自電池溫度傳感器的溫度傳感器信息和/或由引擎控制單元18確定的激勵(lì)緊急閾值。各種實(shí)施例可以包括這些值中的一個(gè)或多個(gè)。以下參照?qǐng)D3討論包括如何可基于依賴于溫度的值計(jì)算激勵(lì)緊急斷開部件的操作的各種示例的描述的電壓調(diào)節(jié)器30的更詳細(xì)的說明。

電壓調(diào)節(jié)器30還可以將激勵(lì)電流26和/或輸出電壓充電電壓13與激勵(lì)緊急閾值44進(jìn)行比較以確定是否存在緊急條件。確定是否超過激勵(lì)緊急閾值44可以包括：確定在特定長度的時(shí)間內(nèi)超過激勵(lì)緊急閾值44和/或可以進(jìn)行計(jì)算以在激勵(lì)電流26和/或充電電壓13中排除暫時(shí)波動(dòng)。在超過激勵(lì)緊急閾值的情況下，激勵(lì)電流26和/或充電電壓13可以經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器30內(nèi)的獨(dú)立安全部件而失效和/或斷開。該部件可以在故障條件的情況下防止對(duì)電池14的損傷和/或電池14的災(zāi)難性故障，防止了電壓調(diào)節(jié)器30控制激勵(lì)電流26和/或充電電壓13。

圖3是示出具有溫度依賴激勵(lì)斷開部件的電壓調(diào)節(jié)器30的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化電路圖。如圖所示，電壓調(diào)節(jié)器30包括接口控制器202、濾波器204、模數(shù)轉(zhuǎn)換器206、電壓調(diào)節(jié)器控制器208、驅(qū)動(dòng)電路210和電源開關(guān)212。在所示實(shí)施例中，電源開關(guān)212耦合至二極管214。電壓調(diào)節(jié)器30還可以包括作為電流傳感器220的一部分的分流電阻218、續(xù)流二極管222、安全開關(guān)224和地226。電壓調(diào)節(jié)器30的部件通常用于確定激勵(lì)電流26以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子28，從而使得交流發(fā)電機(jī)12向電池14和任何車輛負(fù)載16輸出期望的充電電壓13?？梢酝ㄟ^控制器208基于經(jīng)由接口控制器202從引擎控制單元18接收的電壓設(shè)置點(diǎn)23來確定激勵(lì)電流26。還可以基于從交流發(fā)電機(jī)12接收的作為反饋的充電電壓13來確定激勵(lì)電流26。如圖所示，電壓調(diào)節(jié)器30還包括保護(hù)電路216，其監(jiān)控充電電壓13的高激勵(lì)條件。保護(hù)電路216例如可以包括激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217，其基于一個(gè)或多個(gè)依賴于溫度的值確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。以下討論描述了示例性計(jì)算的附加細(xì)節(jié)。激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217還能夠在充電電壓13在特定激勵(lì)緊急閾值44之上的情況下使能安全開關(guān)224。當(dāng)安全開關(guān)224被使能時(shí)，電源開關(guān)212的柵極被拉至地，從而將激勵(lì)電流26驅(qū)動(dòng)為零。

接口控制器202可以包括可耦合至接口24的輸入。接口控制器202可以包括耦合至保護(hù)電路216和控制器208的輸出。例如，接口控制器202可以將電壓設(shè)置點(diǎn)23輸出至控制器208的輸入和保護(hù)電路218。電壓調(diào)節(jié)器30還可以包括反饋環(huán)路輸入，用于將充電電壓13輸入至控制器208和/或保護(hù)電路216。充電電壓13可以經(jīng)由濾波器204反饋?zhàn)鳛榭刂破?08的數(shù)字輸入。在具體實(shí)施例中，濾波器204的輸出可以連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)206的輸入?？刂破?08可以在其輸出處產(chǎn)生脈沖調(diào)制波形，這使得驅(qū)動(dòng)電路210根據(jù)特定的占空比使能電源開關(guān)212以及使電源開關(guān)212失效。根據(jù)確定的占空比選擇性使能電源開關(guān)212可以在電源開關(guān)212的輸出處產(chǎn)生用于交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子28的期望激勵(lì)電流26。

接口控制器202包括硬件、軟件和控制邏輯的任何組合，其被配置為接收來自接口24的信息22并將信息22處理為可被電壓調(diào)節(jié)器30使用的信息。接口控制器202可以被配置為例如根據(jù)LIN協(xié)議接收和/或處理消息幀作為信息22。在一些實(shí)施例中，控制器202還可以在LIN協(xié)議下檢測(cè)錯(cuò)誤和/或提供適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)響應(yīng)生成。在各個(gè)實(shí)施例中，接口控制器202還可以包括各種功能，諸如LIN喚醒功能、濾波、接收、傳輸和/或過載保護(hù)。接口控制器202可用于從接口24接收包括一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23的信息22。在一些實(shí)施例中，接口控制器202可以被配置為接收來自引擎控制單元18的激勵(lì)緊急閾值作為信息22。

濾波器204可以表示任何適當(dāng)?shù)臑V波器，諸如帶通或低通濾波器，其被配置為從反饋回電壓調(diào)節(jié)器30的充電電壓13中去除白噪聲和/或其他高頻不規(guī)律。濾波器204可以向ADC 206輸出濾波后的充電電壓13。

ADC 206可以表示任何適當(dāng)?shù)哪?shù)轉(zhuǎn)換器，其被配置為將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。ADC 206可以將信息從模擬域轉(zhuǎn)換為數(shù)字域，并且可以將充電電壓13的濾波反饋的數(shù)字化表示輸出至控制器208。

控制器208可以包含硬件、軟件、控制邏輯、電路和/或信號(hào)處理的任何適當(dāng)組合，其被配置為生成適當(dāng)?shù)腜WM信號(hào)以將激勵(lì)電流26驅(qū)動(dòng)至適當(dāng)電平。控制器208可以包括適當(dāng)?shù)挠布?或存儲(chǔ)部件以接收和/或存儲(chǔ)從接口控制器202接收的信息22，諸如一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23。在一些實(shí)施例中，控制器208可以包括保護(hù)電路216的所有或部分?？刂破?08可以存儲(chǔ)用于各種電池類型的溫度輪廓信息。因此，控制器208可以基于特定電池的設(shè)置和/或選擇來調(diào)節(jié)電壓設(shè)置點(diǎn)信息和/或激勵(lì)緊急閾值信息。

驅(qū)動(dòng)器210可以表示硬件、軟件和控制邏輯和/或電路的適當(dāng)組合，其被配置為將激勵(lì)輸出PWM驅(qū)動(dòng)至電源開關(guān)212的柵極。

電源開關(guān)212包括可用于將適當(dāng)?shù)募?lì)電流26驅(qū)動(dòng)至轉(zhuǎn)子28的開關(guān)部件的任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)。例如，電源開關(guān)212可以表示一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)碾娫淳w管或其他部件，其被配置為驅(qū)動(dòng)期望電平的電流。電源開關(guān)212被示為耦合至二極管214的DMOS晶體管。二極管214可以表示寄生體二極管。然而，應(yīng)該注意，電源開關(guān)212可以表示各種類型的電源開關(guān)，包括具有NMOS、PMOS、CMOS和/或能夠驅(qū)動(dòng)電源電流的其他類型的晶體管的開關(guān)。此外，可以理解，二極管214可以通過適當(dāng)?shù)幕パa(bǔ)晶體管來替代。

保護(hù)電路216表示硬件、軟件、電路和/或控制邏輯的任何適當(dāng)組合，其可用作于使交流發(fā)電機(jī)12的輸出電壓無效。保護(hù)電路216可以包括激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217，其可以被配置為基于溫度信息和/或電池類型計(jì)算適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。例如，保護(hù)電路216可以基于電池大小、容量、類型、化學(xué)組成、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品制造商來確定使用適當(dāng)?shù)臏囟容喞囟容喞梢源鎯?chǔ)適當(dāng)?shù)臏囟纫蕾嚭瘮?shù)以基于被充電的電池的溫度信息和特定特性來計(jì)算激勵(lì)緊急輪廓44。使用由激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217所確定的激勵(lì)緊急閾值，保護(hù)電路216可以確定安全開關(guān)224是否應(yīng)該被使能以使電源開關(guān)212無效。保護(hù)電路216可以監(jiān)控電壓設(shè)置點(diǎn)23和/或充電電壓13，以確定是否達(dá)到和/或超過激勵(lì)緊急閾值44(由激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217來確定)。

激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217表示硬件、軟件、電路和/或控制邏輯的任何適當(dāng)組合，其可用于基于特定電池14的溫度依賴變量和/或溫度輪廓來調(diào)整和/或確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。例如，激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217可以根據(jù)經(jīng)由接口控制器202接收的電壓設(shè)置點(diǎn)23信息22來確定激勵(lì)緊急閾值。電壓設(shè)置點(diǎn)23可以是電池14和/或引擎艙室溫度的函數(shù)，其由引擎控制單元18和/或電壓調(diào)節(jié)器30來確定。例如，可以通過向電壓設(shè)置點(diǎn)23添加固定值來確定激勵(lì)緊急閾值44。固定值可以基于用于特定類型的電池14的脫氣電壓46和電池14的溫度來確定。在一些實(shí)施例中，激勵(lì)緊急閾值44可以確定為溫度依賴電壓設(shè)置點(diǎn)23的線性、非線性、幾何、二次、對(duì)數(shù)或其他函數(shù)。附加地或可選地，該功能可以位于控制器208和/或引擎控制單元18內(nèi)。在引擎控制單元18中確定激勵(lì)緊急閾值44的實(shí)施方式中，保護(hù)電路216可以被配置為接收來自接口控制器202的激勵(lì)緊急閾值44和電壓設(shè)置點(diǎn)23。在一些實(shí)施例中，測(cè)量和/或感測(cè)的溫度數(shù)據(jù)可以在接口24上接收為信息22的情況下，保護(hù)電路216能夠基于電池14的溫度確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值。

盡管被示為包括激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217，但保護(hù)電路216可以包括邏輯來以任何適當(dāng)?shù)姆绞酱_定激勵(lì)緊急閾值44。例如，保護(hù)電路216和/或激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217可以經(jīng)由接口24從ECU18接收的電壓設(shè)置點(diǎn)23中提取和/或推斷溫度信息。保護(hù)電路216和/或激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217可以將激勵(lì)緊急閾值44的溫度依賴性與電壓設(shè)置點(diǎn)23的推斷溫度依賴性相關(guān)。因此，通過任何適當(dāng)?shù)牟考?，激?lì)緊急閾值44可以確定為電壓設(shè)置點(diǎn)23的函數(shù)。

分流電阻器218以及電流傳感器220可以是控制器208的另一輸入，并且可被電壓調(diào)節(jié)器30的各個(gè)實(shí)施例用作過電流保護(hù)傳感器。

在操作中，電壓調(diào)節(jié)器30可以接收電壓設(shè)置點(diǎn)23、其他信息22和/或提供為反饋的充電電壓13?？刂破?08可以基于這些和/或其他變量確定適當(dāng)?shù)募?lì)電流26?？刂破?08可以基于期望的激勵(lì)電流26確定用于輸出至驅(qū)動(dòng)器210和電源開關(guān)212的PWM信號(hào)的適當(dāng)占空比。PWM信號(hào)使得電源開關(guān)212向交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子28施加適當(dāng)?shù)募?lì)電流26，這使得交流發(fā)電機(jī)輸出期望充電電壓13。

在一些實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器30可以使用保護(hù)電路216確定用于溫度依賴激勵(lì)緊急閾值44的值。附加地或可選地，電壓調(diào)節(jié)器30可以經(jīng)由接口控制器202接收來自接口控制的溫度依賴激勵(lì)緊急閾值。為了確定適當(dāng)?shù)腜WM信號(hào)占空比以實(shí)現(xiàn)期望的激勵(lì)電流26和/或充電電壓13，充電電壓13被提供為反饋，其可以被濾波、數(shù)字化以及與電壓設(shè)置點(diǎn)23和/或由電流傳感器220感測(cè)的電流一起輸入至控制器208。

控制器208基于電壓設(shè)置點(diǎn)23和充電電壓13到控制器208的反饋確定輸出至驅(qū)動(dòng)器210和電源開關(guān)212的脈寬調(diào)制信號(hào)的適當(dāng)占空比?？刂破?08可以以下方式來確定脈寬調(diào)制信號(hào)：進(jìn)行計(jì)算以實(shí)現(xiàn)期望的激勵(lì)電流和由整流器32整流的對(duì)應(yīng)期望充電電壓13。

在一些實(shí)施例中，引擎控制單元18可以基于來自電池14的溫度讀數(shù)和/或通過存儲(chǔ)器存儲(chǔ)在引擎控制單元18內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電池溫度輪廓來確定和/或調(diào)整適當(dāng)?shù)碾妷涸O(shè)置點(diǎn)23。附加地或可選地，這種功能可以在汽車控制系統(tǒng)的任何適當(dāng)部件中實(shí)施，包括但不限于電壓調(diào)節(jié)器30。

保護(hù)電路216和/或激勵(lì)緊急閾值44計(jì)算模塊217可以基于從接口控制器202接收的溫度依賴電壓設(shè)置點(diǎn)23信息確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。例如，保護(hù)電路216可以考慮溫度依賴電壓設(shè)置點(diǎn)23與該溫度下用于電池14的脫氣電壓閾值46之間的關(guān)系。下面參照?qǐng)D3更詳細(xì)地說明這些值之間的關(guān)系。保護(hù)電路216可以基于被充電的電池14的類型來確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。例如，保護(hù)電路216可以存儲(chǔ)用于不同電池類型的各種溫度依賴激勵(lì)緊急閾值輪廓。因此，在一個(gè)溫度下針對(duì)電池14確定的激勵(lì)緊急閾值44在相同溫度下針對(duì)不同類型的電池14是不同的。例如，鋰離子電池激勵(lì)緊急閾值44會(huì)低于鉛酸電池的激勵(lì)緊急閾值44。

保護(hù)電路216可以根據(jù)溫度確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44。在一些實(shí)施例中，保護(hù)電路216可以基于從引擎控制電路18接收的特定電壓設(shè)置點(diǎn)23提取、計(jì)算和/或估計(jì)溫度。例如，可以通過引擎控制單元18根據(jù)電池14的電壓電平和與電池14相關(guān)聯(lián)的溫度數(shù)據(jù)來確定電壓設(shè)置點(diǎn)23。在一些實(shí)施例中，保護(hù)電路216可以向接收的電壓設(shè)置點(diǎn)23添加適當(dāng)?shù)墓潭ㄆ苼碛?jì)算激勵(lì)緊急閾值44，和/或以上面討論的任何適當(dāng)方式計(jì)算激勵(lì)緊急閾值44。作為另一示例，保護(hù)電路216可以被編程為隨著溫度的增加而幾何地減小偏移?？梢岳斫?，隨著電池14的溫度的線性增加，脫氣電壓閾值46可以幾何降低。換句話說，隨著溫度的增加，脫氣可以發(fā)生在越來越接近電壓設(shè)置點(diǎn)23的電壓處。在一些實(shí)施例中，在提取適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值44之前，保護(hù)電路216可以向多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23施加適當(dāng)?shù)钠骄?或?yàn)V波功能。例如，保護(hù)電路216可以被配置為平均經(jīng)由接口24接收的多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23。附加地或可選地，電壓調(diào)節(jié)器30可以接收來自引擎控制單元18的用于電池14的溫度信息。在這種實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)器30可以直接基于電池溫度確定適當(dāng)?shù)募?lì)緊急閾值。

保護(hù)電路216還確定電池電壓V_B和/或充電電壓13是否在確定的激勵(lì)緊急閾值23之上。在電池電壓V_B和/或充電電壓13在激勵(lì)緊急閾值44之上的情況下，通過激勵(lì)緊急閾值計(jì)算模塊217在保護(hù)電路216的輸出上使能適當(dāng)信號(hào)以使安全開關(guān)224將電源開關(guān)212的輸入拉至地226。盡管示出了使交流發(fā)電機(jī)23的輸出無效的特定方式，但應(yīng)該理解，使充電電壓13的輸出無效的任何適當(dāng)方式都包括在本公開的范圍內(nèi)。因此，電壓調(diào)節(jié)器30可以包括被配置為保護(hù)電池14免受過充電條件(其會(huì)發(fā)生在電子故障或其他錯(cuò)誤的情況下，這會(huì)使得電源開關(guān)212在使能位置中變得永久或半永久“停止”)的任何電路。本公開意識(shí)到，過充電條件可以根據(jù)特定電池的溫度輪廓而變化，并且包括用于基于溫度調(diào)節(jié)激勵(lì)緊急閾值44的適當(dāng)機(jī)制。

圖4是示出用于激勵(lì)緊急斷開部件的各個(gè)實(shí)施例的特定電壓特性相對(duì)于溫度的示圖。圖4可以表示用于特定類型的電池14(諸如鉛酸電池)的溫度輪廓。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，不同的電池14可具有不同的溫度輪廓。溫度輪廓可以表征電池大小、容量、類型、化學(xué)組成、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品制造商和/或其他適當(dāng)?shù)奶匦?。如圖4所示，在垂直軸上示出充電電壓13，以及在水平軸上示出電池14的溫度。隨著電池14的溫度的增加，適當(dāng)?shù)某潆婋妷?3降低。引擎控制單元18可以被編程為根據(jù)適用于被充電的特定電池14的溫度輪廓來確定適當(dāng)?shù)碾妷涸O(shè)置點(diǎn)23。因此，引擎控制單元18可以基于從電池14附近的適當(dāng)傳感器接收的溫度信息調(diào)整和/或確定電壓設(shè)置點(diǎn)23。

引擎控制單元18可以向電壓調(diào)節(jié)器30輸出電壓設(shè)置點(diǎn)23和/或溫度信息。然而，在一些實(shí)施例中，引擎控制單元18可以不向交流發(fā)電機(jī)12輸出溫度信息，交流發(fā)電機(jī)12不能得到這種信息。因此，交流發(fā)電機(jī)12的一些實(shí)施例可以包括如圖4所示固定的激勵(lì)緊急閾值144。在充電電壓13超過固定的激勵(lì)緊急閾值144的情況下，保護(hù)電路216可以使充電電壓13的輸出無效。

然而，在一些實(shí)施例中，隨著溫度增加降低激勵(lì)緊急閾值44是有利的。例如，用于特定電池14的脫氣電壓可以根據(jù)溫度增加而降低。因此，固定的激勵(lì)緊急閾值144在高溫下會(huì)不相稱地高于脫氣溫度。因此，可以有利地通過固定偏移來調(diào)整激勵(lì)緊急閾值44，這根據(jù)溫度來降低激勵(lì)緊急閾值44，如圖4的可變激勵(lì)緊急閾值146和148所示。在一些實(shí)施例中，激勵(lì)緊急閾值44的確定可以是從激勵(lì)緊急閾值148所示的偏移中減去電池14的溫度的函數(shù)。這可以使得激勵(lì)緊急閾值44隨著電池14的溫度的增加而非線性地隨充電電壓13降低。

圖5是示出用于具有溫度依賴安全部件的交流發(fā)電機(jī)(例如，交流發(fā)電機(jī)12)的控制的方法400的流程圖。方法400開始于步驟401，其中通過電壓調(diào)節(jié)器30接收充電電壓13。在步驟402中，還接收電壓設(shè)置點(diǎn)23。在各個(gè)實(shí)施例中，這些步驟可以同時(shí)發(fā)生和/或并行發(fā)生。在一些實(shí)施例中，步驟402可以包括接收來自引擎控制單元18的激勵(lì)緊急閾值44和/或相關(guān)電池(諸如電池14)的溫度。

在步驟404中，該方法包括處理接收到的電壓設(shè)置點(diǎn)23和充電電壓的電平，以計(jì)算輸出至電源開關(guān)212的PWM信號(hào)的適當(dāng)占空比。例如，充電電壓13可以被檢測(cè)和/或測(cè)量為反饋，并且可以被濾波、數(shù)字化、傳輸至控制器208。特定的一個(gè)或多個(gè)電壓設(shè)置點(diǎn)23也可以被傳輸至控制器208?？刂破?08可以基于接收到的電壓設(shè)置點(diǎn)23和反饋充電電壓13計(jì)算適當(dāng)?shù)腜WM占空比?？梢杂?jì)算PWM占空比以實(shí)現(xiàn)期望的激勵(lì)電流26，其又被計(jì)算以實(shí)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)12的期望充電電壓13。

在步驟406(其可以與步驟401-404獨(dú)立發(fā)生和/或并行發(fā)生)中，保護(hù)電路216可以確定適當(dāng)?shù)臏囟纫蕾嚰?lì)緊急閾值?？梢砸匀魏芜m當(dāng)?shù)姆绞絹磉M(jìn)行這種確定，包括上述示例中的任何一個(gè)或多個(gè)。例如，可以通過引擎控制單元18根據(jù)電池14的溫度確定激勵(lì)緊急閾值44，并且通過接口傳輸至電壓調(diào)節(jié)器30。附加地或可選地，激勵(lì)緊急閾值44可以基于經(jīng)由接口24接收的溫度依賴性的信息22來計(jì)算。在這種情況下，可以通過保護(hù)電路216根據(jù)溫度信息22確定激勵(lì)緊急閾值44。例如，可以根據(jù)上面參照?qǐng)D3描述的一個(gè)或多個(gè)示例來確定激勵(lì)緊急閾值44。

在步驟408中，如果充電電壓13小于確定的溫度依賴激勵(lì)緊急閾值44，則交流發(fā)電機(jī)12可以繼續(xù)到步驟410，其中激勵(lì)電流26可以施加于交流發(fā)電機(jī)負(fù)載28。激勵(lì)負(fù)載下的交流發(fā)電機(jī)12的功能可以使得交流發(fā)電機(jī)12在步驟412中向電池14輸出充電電壓13。當(dāng)引擎20運(yùn)行時(shí)，這可以表示交流發(fā)電機(jī)12的正常功能。隨著交流發(fā)電機(jī)12在引擎20的正常運(yùn)行循環(huán)期間運(yùn)行時(shí)，方法400將在步驟412中繼續(xù)向電池14輸出充電電壓13，并且交流發(fā)電機(jī)控制環(huán)路會(huì)持續(xù)重復(fù)，在步驟410中開始每個(gè)循環(huán)。例如，可以經(jīng)由引擎控制單元18在步驟402中連續(xù)地和/或周期性地更新電壓設(shè)置點(diǎn)23。這可以使得電壓調(diào)節(jié)器23在步驟404中調(diào)節(jié)PWM循環(huán)。

然而，在步驟408中，如果在交流發(fā)電機(jī)12的操作中的任何點(diǎn)處通過保護(hù)電路216確定充電電壓13大于激勵(lì)緊急閾值44，則該方法將前進(jìn)到步驟414，并且PWM信號(hào)可以防止使能電源開關(guān)212。這例如可以通過使用安全開關(guān)224將電源開關(guān)212的柵極接地來完成。因此，保護(hù)電路216可以防止由充電電壓13處于期望的激勵(lì)緊急閾值44或高于激勵(lì)緊急閾值44而引起的電池過充電條件。

前面的流程圖示出了用于具有溫度依賴激勵(lì)緊急斷開部件的交流發(fā)電機(jī)控制的具體方法。然而，這些流程僅示出了操作的示例性方法，并且系統(tǒng)10可以預(yù)期使用用于執(zhí)行這些功能的任何適當(dāng)技術(shù)、元件和應(yīng)用的個(gè)體和/或設(shè)備。因此，流程圖中的許多步驟可以同時(shí)發(fā)生和/或與所示順序不同地發(fā)生。此外，方法可以包括更多步驟或更少步驟，只要該方法保持適當(dāng)即可。此外，系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備可以獨(dú)立工作和/或與系統(tǒng)10的其他元件聯(lián)合以提供溫度依賴激勵(lì)斷開部件。此外，可以通過本文描述的任何適當(dāng)部件來實(shí)施由特定部件實(shí)施或執(zhí)行的所述功能。例如，可以通過引擎控制單元18來執(zhí)行由電壓調(diào)節(jié)器30執(zhí)行的許多所述功能，反之亦然。

盡管在多個(gè)實(shí)施例中描述了本公開，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)多種變化和修改，并且本公開包括這些這些變化和修改并落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，可以預(yù)期各個(gè)實(shí)施例可以組合和/或表示單個(gè)實(shí)施例的各個(gè)方面。