專利名稱：車輛發(fā)電設(shè)備的制作方法
本申請涉及到且已申請過日本專利申請第Hei.7-14625和7-268495號，它們作為此申請的參考而被引用。
本發(fā)明涉及一種用于車輛的電力發(fā)生裝置，更具體地說，涉及一種車輛電力發(fā)生裝置，它根據(jù)從一個外部控制設(shè)備來的車輛狀態(tài)信號而控制電力的產(chǎn)生。
一個常規(guī)的車輛發(fā)電機控制設(shè)備控制發(fā)電設(shè)備以維持一定的發(fā)電電壓(例如14.5伏)，為了使電池快速充電，這一電壓比電池的開路端電壓(例如12.8伏)要高出許多。如果電負載相對于發(fā)電容量而言要小得多，這種控制可以促進電池的充電使其達到滿充狀態(tài)。如果這種狀態(tài)在電池已經(jīng)充滿電后仍繼續(xù)下去，就會發(fā)生過充，此外，發(fā)動機負載和燃料消耗都會增大。
日本的未經(jīng)審查的專利申請出版物第Hei.5-268733號提出了一種適合于發(fā)電控制的和車輛狀態(tài)相應(yīng)的發(fā)電控制方法，其中一個外部控制設(shè)備(例如一臺ECU(發(fā)動機控制單元))確定當前的車輛狀態(tài)以設(shè)定勵磁電流供應(yīng)速率(今后也稱作“目標負載比值”)的目標值，并向發(fā)電控制設(shè)備(調(diào)節(jié)器)輸出該目標負載比值作為它的一個PWM(脈寬調(diào)制)信號。
最佳發(fā)電控制可以用除上面所述的出版物中公開的外部控制法以外的各種方法來實現(xiàn)，那個方法是用一個外部控制設(shè)備(ECU)向發(fā)電機的發(fā)電控制設(shè)備(調(diào)節(jié)器)輸出一個作為PWM信號的目標負載比值；而其它方法可以是，例如，改變調(diào)節(jié)器的控制方式，或由外部控制設(shè)備向調(diào)節(jié)器發(fā)送一個表明車輛的各種狀態(tài)和車輛的運行狀態(tài)或數(shù)值的車輛狀態(tài)信號以重寫調(diào)節(jié)器中設(shè)定的常數(shù)值或閾值，例如以這樣一些狀態(tài)為根據(jù)計算而得的一個常數(shù)、閾值或指令值，以便減少燃油的消耗或減少發(fā)動機力矩的波動。
上述的使用PWM信號傳送的和車輛狀態(tài)對應(yīng)的發(fā)電控制方法在下述情況下是有利的，這種情況就是該方法使用單獨種類的車輛狀態(tài)信號，這種信號的電平作為單個控制參數(shù)是連續(xù)變化或非步進式變化的。但是，如果ECU要不斷地向調(diào)節(jié)器發(fā)送PWM信號，那么，外部控制設(shè)備(ECU)就不容易通過和調(diào)節(jié)器及其它各種設(shè)備的信號交換來執(zhí)行發(fā)電控制和其它各種例如發(fā)動機控制一類的例行工作。因此，必須為這樣一種PWM信號發(fā)電控制方法采取某些措施；例如，增加一個特定的CPU，它具有PWM信號調(diào)制及隨后的發(fā)送功能。
此外，在PWM通信方法中從ECU發(fā)送多個信號到調(diào)節(jié)器，必須在E CU中提供多個特定的CPU，還要加上特定的多根傳輸線以便從ECU并行地傳送PWM信號到調(diào)節(jié)器。這種結(jié)構(gòu)將顯著地增加接線的數(shù)量、接線的空間、電路的數(shù)量和所需的電力消耗。
本發(fā)明就是想要解決上述問題。本發(fā)明的一個目標是提供一種車輛發(fā)電設(shè)備，它能讓信號從外部控制設(shè)備(ECU)發(fā)送到發(fā)動機的調(diào)節(jié)器(發(fā)電電壓控制設(shè)備)上而同時限制接線數(shù)量和設(shè)備尺寸的增加。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，從ECU輸出的一串有限長度的二進制脈沖信號由一個發(fā)電電壓控制設(shè)備解調(diào)而成為一個車輛狀態(tài)信號，而包含在二進制脈沖信號中的車輛狀態(tài)信號或相應(yīng)的數(shù)據(jù)脈沖信號至少被保留到下一串二進制脈沖信號被收到為止。因此就可以在少量的傳輸線上發(fā)送許多種類的車輛狀態(tài)信號。此外，由于不需要讓ECU連續(xù)地向調(diào)節(jié)器發(fā)送信號，在發(fā)送間隔增大時不會引起無控制時間，因而可以實現(xiàn)穩(wěn)定控制。另外，ECU可以實現(xiàn)其它的信號處理或信號交換而不需要復雜的結(jié)構(gòu)。
由于這一單元使用了預(yù)定脈沖寬度的二進制脈沖信號，信號可以方便地調(diào)制和解調(diào)。它也很容易檢測到因噪聲混雜所引起的脈沖寬度的變化從而確定這種變化是一種誤差。因此可靠性可明顯增加。另外，由于不需要精確的時間測量，因此，比起使用PWM信號的方法其響應(yīng)程度將會改進。此外，在PWM信號發(fā)送中，在零負載率時發(fā)送電壓的變化變成零，使得它難以把零負載率和傳送線的短路或開路區(qū)分開來。與此相反，這種結(jié)構(gòu)使得由于事故使傳送線路短路或開路而導致傳送線路上電壓的已消除變化檢測變得容易，這只要簡單地，例如，加一個冗余脈沖(位)就可做到，因為這種結(jié)構(gòu)利用了脈沖作通信之用。
有可能讓系統(tǒng)使用二進制脈沖串的信號來發(fā)送多種類型的車輛狀態(tài)信號，從而進一步減少設(shè)備的尺寸和在外部控制設(shè)備(ECU)上的信號處理操作的負擔。同時，有可能通過單獨的發(fā)送線路來串行傳送二進制脈沖串的信號，從而減少了接線的數(shù)量、接線的空間和終端加工的工作量。
此外，還有可能通過使用多種二進制信號電平的組合而讓系統(tǒng)指示車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)或不同的車輛狀態(tài)信號。在外部控制設(shè)備(ECU)中所用的數(shù)字型數(shù)據(jù)可以作為數(shù)據(jù)脈沖信號發(fā)送而無需任何特殊處理。由調(diào)節(jié)器接收的信號可以被保持或由CPU或數(shù)字電路方便地處理，并且可以用一個簡單的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成模擬信號，從而簡化了解調(diào)過程。同時，有可能使系統(tǒng)通過對相互之間有不同脈沖寬度的多個二進制脈沖信號來表示車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)或不同的車輛狀態(tài)信號。因此，牽涉到含有兩個以上的不同數(shù)值的狀態(tài)可以在無故障的狀況下發(fā)送，同時還不需要帶時鐘脈沖的同步。此外，二進制脈沖串信號中除了那些有預(yù)定脈沖寬度的多個脈沖之外的其它脈沖可以認為是噪聲而排除掉，從而改進了通信質(zhì)量。
更進一步，有可能使系統(tǒng)通過多個二進制脈沖信號的總數(shù)來指示車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)或不同的車輛狀態(tài)信號，這個單元可以用簡單的調(diào)制和解調(diào)電路來實現(xiàn)無失效的通信。尤其是，具有預(yù)定脈沖寬度之外的脈沖寬度的二進制脈沖串信號可以看作噪聲而排除掉，從而改善通信質(zhì)量。此外，如果預(yù)先確定了多個連續(xù)的脈沖總數(shù)(例如，13，14，15，16，17)表示某一特定的信號值并且發(fā)送了15個脈沖，則假定收到的脈沖總數(shù)因噪聲脈沖的干擾而被改變了，仍然可以實現(xiàn)精確的解調(diào)。另外，由于常規(guī)的PWM方法要求發(fā)送的脈沖具有尖銳的邊緣(上升邊和下降邊)才能精確地測量脈沖寬度，在傳輸線兩端所提供的模擬信號處理電路的頻帶和傳輸線路的信號處理頻帶都要求展寬。噪聲頻譜也因而加寬，從而增加了噪聲電壓。與此相反，這一單元只需要傳送脈沖的數(shù)量，因而只需要在有關(guān)脈沖寬度和頻率的窄頻帶中的傳送和信號處理，從而簡化了電路結(jié)構(gòu)并減少了噪聲電壓。
再進一步說，有可能在一個二進制脈沖信號上加上一個前導脈沖信號或一個結(jié)束脈沖信號。由于在數(shù)據(jù)脈沖信號中每一位的位置都可以用這些脈沖信號來規(guī)定，因此沒有必要通過另一傳送線路來發(fā)送同步信號。此外，如果在接收根據(jù)前導脈沖信號或結(jié)束脈沖信號而確定的數(shù)據(jù)脈沖信號期間，前導脈沖信號檢測到了或結(jié)束脈沖信號卻沒有檢測到，這時系統(tǒng)可以繼續(xù)保持以前所收到的數(shù)據(jù)脈沖信號或車輛狀態(tài)信號，從而防止在收到的錯誤信號的基礎(chǔ)上的不正確的發(fā)電控制。
另一方面，有關(guān)車輛運行狀況的運行狀態(tài)信號、有關(guān)車輛所安裝的電池狀況的電池狀態(tài)信號、有關(guān)車輛型號的型號信號、以及有關(guān)在車輛中所提供的電氣負載用電的負載狀態(tài)信號中至少其中之一可以用作車輛狀態(tài)信號，同時發(fā)電電壓控制設(shè)備根據(jù)從保持單元中得到的車輛狀態(tài)信號或根據(jù)車輛狀態(tài)信號和從發(fā)電機得來的有關(guān)發(fā)電狀態(tài)的信號而產(chǎn)生一個發(fā)電控制信號，而發(fā)電電壓控制設(shè)備則根據(jù)發(fā)電控制信號來控制勵磁電流。因此，這一單元能使發(fā)電控制按照車輛運行狀態(tài)或車輛用具的類型而進行。此外，發(fā)電電壓控制設(shè)備(調(diào)節(jié)器)不需要直接去檢測電池的狀況。電池狀況的檢測可以在不增加接線端數(shù)量的情況下實現(xiàn)?？梢宰孍CU按照車輛的不同類型而改變其調(diào)節(jié)器特性。所需的調(diào)節(jié)器類型的數(shù)量可以減少。
可以讓系統(tǒng)在一預(yù)定的時間長度內(nèi)把需要發(fā)送的二進制脈沖信號的電平至少改變一次，并且使保持單元停止保持以前收到的車輛狀態(tài)信號或數(shù)據(jù)脈沖信號，然后如果在預(yù)定長度的時間段內(nèi)沒有收到二進制脈沖信號的電平改變，則保持預(yù)定的信號，例如，在收到二進制脈沖串信號之后的預(yù)定的時間長度內(nèi)或更長時間內(nèi)所收到的信號保持在高電平或低電平就保持預(yù)定信號。因此，如果傳輸線發(fā)生斷開或短路，該單元可以實現(xiàn)預(yù)定的控制以維持相應(yīng)的發(fā)電控制。
更進一步說，可以讓系統(tǒng)只有在確定了鑰匙開關(guān)已經(jīng)閉合的情況下才實現(xiàn)發(fā)電控制，這種確定的根據(jù)是收到了鑰匙開關(guān)的閉合信號。這樣，調(diào)節(jié)器可以不再需要檢測鑰匙開關(guān)閉合狀態(tài)的接線端，也可以省掉了相應(yīng)的接線設(shè)施。同時，系統(tǒng)可以在鑰匙開關(guān)閉合時，在預(yù)定長度的時間段內(nèi)至少發(fā)送一次鑰匙開關(guān)閉合信號。鑰匙開關(guān)的狀態(tài)可以在鑰匙開關(guān)閉合后加以監(jiān)測。這樣，調(diào)節(jié)器可以在沒有故障的條件下感受到鑰匙開關(guān)的狀態(tài)。系統(tǒng)也可以在鑰匙開關(guān)閉合時在預(yù)定的時間長度內(nèi)至少發(fā)送一次特定的二進制脈沖信號作為鑰匙開關(guān)閉合信號。鑰匙開關(guān)的狀態(tài)可以在鑰匙開關(guān)閉合之后進行監(jiān)測。因此，調(diào)節(jié)器可以進一步無誤地確認鑰匙開關(guān)的狀態(tài)。
另外，在鑰匙開關(guān)閉合時，可以讓系統(tǒng)在預(yù)定的時間長度內(nèi)使要發(fā)送的二進制信號電平至少改變一次。因此，這個單元消除了發(fā)送一個專門的鑰匙開關(guān)閉合信號的需要并從而消除了增加傳送位的數(shù)量的需要。這個單元在鑰匙開關(guān)閉合后只需要一個簡單的結(jié)構(gòu)以監(jiān)測鑰匙開關(guān)的狀態(tài)。這樣，調(diào)節(jié)器可以在無錯誤的情況下識別鑰匙開關(guān)的狀態(tài)。
如果收到的信號是預(yù)定電平的二進制信號，則系統(tǒng)就可以確定鑰匙開關(guān)是閉合的，如果收到的二進制信號的電平在預(yù)定的時間長度內(nèi)或更長的時間內(nèi)和表明鑰匙開關(guān)處于閉合狀態(tài)的電平持續(xù)地不同，則系統(tǒng)就確定鑰匙開關(guān)并未閉合，從而基本上達到和上面所說的相同的優(yōu)點。同時也有可能讓系統(tǒng)在接收到在沒有電力供應(yīng)時外部控制設(shè)備的發(fā)送端的電位狀態(tài)而確定鑰匙開關(guān)沒有閉合的情況。當鑰匙開關(guān)被關(guān)掉以停止對外部控制設(shè)備供電時，表明鑰匙開關(guān)斷開的信號將自動地發(fā)送到調(diào)節(jié)器。因此結(jié)構(gòu)可以被簡化。
另外也可以在確定鑰匙開關(guān)沒有閉合而發(fā)電機正在發(fā)電時讓系統(tǒng)繼續(xù)進行發(fā)電控制。這樣，這個單元可以在例如由于通信線的斷開而使有關(guān)鑰匙開關(guān)的閉合的信號不能從外部控制設(shè)備發(fā)送到發(fā)電控制設(shè)備時仍然使發(fā)電控制設(shè)備實現(xiàn)發(fā)電控制。
本發(fā)明的其它目標和特點將在下面的說明文字中出現(xiàn)。
本發(fā)明的另外的目標和優(yōu)點可以從下面的關(guān)于優(yōu)選實施例的詳細說明并結(jié)合所附插圖而變得更加明確，在這些插圖中

圖1是按照本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的車輛發(fā)電設(shè)備的方塊圖；圖2是圖1所示的信號確定單元的方塊圖；圖3表明由圖1所示的設(shè)備用于信號傳送的二進制脈沖串信號；圖4是表示在圖3中所示的二進制脈沖串信號中所含的二進制數(shù)據(jù)信號的內(nèi)容的代碼表；圖5是圖2所示的解調(diào)一保持單元的一個例子的線路圖；圖6A-6J是說明圖5所示的解調(diào)-保持單元各部分的信號狀態(tài)的定時圖7是說明圖2所示的確定通信不正常情況的單元的操作例子的線路圖；圖8是說明圖2所示的確定鑰匙開關(guān)閉合單元的一個例子的線路圖；圖9是說明圖2所示的確定鑰匙開關(guān)閉合單元的另一個例子的線路圖；圖10是圖1所示的電源電路的線路圖；圖11是圖1所示的發(fā)電率確定單元的線路圖；圖12是圖1所示的發(fā)電率比較單元的線路圖；圖13是圖1所示的發(fā)電電壓設(shè)定單元的線路圖；圖14說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例中用于信號傳送的二進制脈沖串信號；圖15表示圖14所示的二進制脈沖串信號的一個例子；圖16是按照第二實施例的解調(diào)-保持單元的一個例子的線路圖；圖17A-17N是說明圖16所示的解調(diào)-保持單元各部分信號狀態(tài)的定時圖；圖18說明在本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例中用于信號傳送的二進制脈沖串信號；圖19是表示圖18所示的包含在二進制脈沖串信號中的二進制數(shù)據(jù)信號的內(nèi)容的代碼表；圖20是按照第三實施例的解調(diào)-保持單元的一個例子的線路圖；圖21A-21G是表明圖20所示的解調(diào)-保持單元各部分的信號狀態(tài)的定時圖；圖22表明本發(fā)明第四實施例中用于信號傳送的二進制脈沖串信號；圖23表示圖22中所示的二進制脈沖串信號的一個例子；圖24是按照第四實施例的解調(diào)-保持單元的一個例子的線路圖；圖25A-25I是表示圖24所示的解調(diào)-保持單元備部分的信號狀態(tài)的定時圖；圖26表明按照本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例中用于信號傳送的二進制脈沖串信號；圖27是表示圖26所示的二進制脈沖串信號中所含的二進制數(shù)據(jù)信號內(nèi)容的代碼表；圖28是按照第五實施例的解調(diào)-保持單元351d的一個例子的線路圖；圖29是按照本發(fā)明第六優(yōu)選實施例的車輛發(fā)電設(shè)備的方塊圖；圖30是表明圖29所示的CPU的工作的流程圖；和圖31是表明圖29所示的CPU的工作的流程圖。
本發(fā)明的各優(yōu)選實施例今后將參考附圖而加以說明。
本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例將參考圖1而說明。
參考數(shù)字1表明一臺三相交流發(fā)電機(此后都稱為“交流發(fā)電機”)，它由發(fā)動機2驅(qū)動。參考數(shù)字11表示電樞繞組；12表示磁場繞組；13表示三相全波整流器。參考數(shù)字3表示包含在交流發(fā)電機1中的發(fā)電電壓控制設(shè)備(調(diào)節(jié)器)。參考數(shù)字7表示發(fā)動機控制設(shè)備(ECU，或者按照本發(fā)明，為外部控制設(shè)備)。
發(fā)動機控制設(shè)備7根據(jù)各種車輛信號或車輛運行信號而形成車輛狀態(tài)信號(也稱作為“控制信號”)。車輛狀態(tài)信號從車輛狀態(tài)信號發(fā)生單元71通過單獨的信號線L發(fā)送到電壓控制設(shè)備3的信號判別單元35。信號判別單元35把構(gòu)成為所收到的車輛狀態(tài)信號一部分的車輛運行信號發(fā)送到發(fā)電電壓設(shè)定單元33，同時把構(gòu)成為所收到的車輛狀態(tài)信號另一部分的發(fā)電率確定值(按照本發(fā)明為目標負載率值)發(fā)送到發(fā)電率比較單元34。
發(fā)電率確定單元36接收勵磁電流驅(qū)動端(今后這個端子稱作為“F端”)的一個電壓，這個端子是接到開關(guān)勵磁電流用的晶體管31的集電極上的，并且發(fā)電率確定單元從該電壓中抽出發(fā)電率信號，再把發(fā)電率信號發(fā)送到發(fā)電率比較單元34。發(fā)電率比較單元34把存放在其中的發(fā)電率確定值或從信號判別單元35收到的發(fā)電率確定值和從發(fā)電率確定單元36來的確定的發(fā)電率進行比較，并把比較結(jié)果輸出到發(fā)電電壓設(shè)定單元33。發(fā)電電壓設(shè)定單元33根據(jù)比較結(jié)果和從信號判別單元35來的車輛運行信號而確定設(shè)定的發(fā)電電壓，并把設(shè)定的發(fā)電電壓輸出到電壓控制比較器32的正輸入端。比較器32的負輸入端接收從電池電壓分壓后的電壓。比較器32對設(shè)定的發(fā)電電壓和電池電壓的分壓電壓進行比較。根據(jù)對設(shè)定的發(fā)電電壓和電池的分壓電壓進行比較的結(jié)果，比較器32控制晶體管31的激勵程度。
參考數(shù)字37表示位于發(fā)電電壓控制設(shè)備3中的電源電路，它由電池4供電。電源電路37從信號判別單元35接收一個輸出信號，并從發(fā)電機1接收單相發(fā)電電壓。當該信號和電壓符合預(yù)定條件時，電源電路對在發(fā)電電壓控制設(shè)備3中所提供的單元33到36供電。
參考數(shù)字4表示由整流器13充電的電池。參考數(shù)字6表示由電池4經(jīng)過開關(guān)5而供電的一個電氣負載。
發(fā)動機控制設(shè)備7接收車輛運行信號，這些信號表示車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、惰轉(zhuǎn)SW(開關(guān))、傳動器位置、電氣負載以及鑰匙開關(guān)閉合時的狀態(tài)，并確定車輛運行狀態(tài)(惰轉(zhuǎn)、減速和其它運行狀況)。發(fā)動機控制設(shè)備7根據(jù)電氣負載的數(shù)量來設(shè)定一個確定發(fā)電率(確定F負載率)以便在惰轉(zhuǎn)時由交流發(fā)電機的發(fā)電率(F負載率)來確定電池的充電狀態(tài)。這些信號如圖3所示由車輛狀態(tài)信號輸出單元71調(diào)制(轉(zhuǎn)換)成二進制脈沖串信號，然后發(fā)送到電壓控制設(shè)備3的信號判別單元35。信號判別單元35把收到的二進制脈沖串信號進行解碼以抽出車輛運行狀態(tài)信號和確定的發(fā)電率。車輛運行信號被發(fā)送到發(fā)電電壓設(shè)定單元33，而確定的發(fā)電率則發(fā)送到發(fā)電率比較單元34。
信號判別單元35的結(jié)構(gòu)將用圖2所示的方塊圖加以說明。
信號判別單元35有一個比較器354，它把從車輛狀態(tài)信號輸出單元71來的車輛狀態(tài)信號形成二進制脈沖信號。從比較器354輸出的二進制脈沖信號由解調(diào)-保持單元351解碼成為車輛狀態(tài)信號，即運行狀態(tài)信號和確定的發(fā)電率信號，它們就保持在那里。運行狀態(tài)信號被輸出到發(fā)電電壓設(shè)定單元33和發(fā)電率比較單元34。確定的發(fā)電率則輸出到發(fā)電率比較單元34。
二進制脈沖信號從比較器354發(fā)送到通信異常確定單元352以確定通信異常，還送到鑰匙開關(guān)閉合確定單元353以確定鑰匙開關(guān)是否閉合。通信異常確定單元352輸出一個通信異常確定信號到解調(diào)-保持單元351。鑰匙開關(guān)閉合確定單元353把確定鑰匙開關(guān)是否已經(jīng)閉合的結(jié)果輸出到電源電路37。
從車輛狀態(tài)信號輸出單元71來的二進制脈沖串信號的結(jié)構(gòu)將參考圖3而加以說明。
二進制脈沖信號串是一個16位長的信號，用一個所謂的異步數(shù)字通信法發(fā)送和接收。二進制脈沖信號包括由開頭的8位長的頭部脈中和隨后的一位長度的空位(低電平)所組成的起始位信號；安排在第10和第11位位置上的由二位長度的二進制代碼所形成的車輛運行狀態(tài)信號；安排在第12到第14位位置上的由3位長度的二進制代碼形成的確定發(fā)電率信號；安排在第15位位置上的一位長度的校驗位；和安排在第16位位置上的一位長度的空位(低電平)結(jié)束位。校驗位是為5位數(shù)據(jù)脈沖而加上去的奇偶校驗位。在5位數(shù)據(jù)脈沖和一位校驗位中表明為邏輯電平1的二進制脈沖的總數(shù)被確定總是為奇數(shù)。每一位都由在有規(guī)律的周期中出現(xiàn)的信號脈沖所表示。信號脈沖的高電平和低電平分別相當于1和0。信號脈沖串行地輸出到信號線L上。圖4表示車輛運行狀態(tài)信號的數(shù)據(jù)內(nèi)容和確定發(fā)電率信號的數(shù)據(jù)內(nèi)容。車輛運行信號和確定發(fā)電率信號是數(shù)據(jù)脈沖信號。
解調(diào)-保持單元351將參考圖5作詳細說明。
解調(diào)-保持單元351包括一個用于從收到的信號中提取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)提取部分和用于保持數(shù)據(jù)內(nèi)容的保持部分。由數(shù)據(jù)提取部分提取數(shù)據(jù)是通過讀出從檢測到開始位后來到的第10到第14位的二進制脈沖信號而實現(xiàn)的。
當從比較器354來的信號變低時，開始位檢測計數(shù)器302被復位。當輸入一個二進制脈沖信號時(即當輸入信號變高時)，起始位檢測計數(shù)器302從復位狀態(tài)被釋放而開始對從時鐘發(fā)生器(來示出)來的時鐘信號CLO進行計數(shù)以測量二進制脈沖信號的寬度。如果計數(shù)器302的一端Q4變高時(如果脈沖寬度為8位長)，也就是說，如果確定了已經(jīng)輸入了頭部脈沖，則高電平信號被一個反相器303變成低電平以關(guān)閉一個與門304。計數(shù)器302暫停計數(shù)直到收到低電平脈沖為止。如果計數(shù)器302的Q4端變成高電平，則數(shù)據(jù)計數(shù)器310和信號校驗電路(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)307被復位。
信號校驗電路307在檢測到頭部脈沖(開始位)后每當時鐘信號變高時就把通過與門306而輸入到它那里的數(shù)據(jù)脈沖出現(xiàn)的高電平次數(shù)累加起來。如果在檢測到頭部脈沖后所收到的脈沖出現(xiàn)高電平的次數(shù)為奇數(shù)，則信號校驗電路307輸出高電平，如果是偶數(shù)則輸出低電平。
這樣，如果實現(xiàn)了正常的信號傳送，則信號校驗電路(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)307的Q輸出端在結(jié)束位信號的輸入時序時成為高，結(jié)束位是在檢測到開始位之后第7個輸入數(shù)據(jù)位置上到達的。如果校驗電路的Q輸出是低，則這就意味著在輸入開始位之后數(shù)據(jù)位的二進制脈沖信號發(fā)生了偶數(shù)次的由低變高的轉(zhuǎn)變。因此，可以斷定收到的二進制數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)位)是錯的。
如果最后位不是低電平，則通過反相器312輸出低電平，它使與門的輸出變?yōu)?，這說明結(jié)束位異常。
從比較器354來的二進制脈沖信號(收到的信號)串行地存儲在7位的移位寄存器305中，它構(gòu)成一個暫時的鎖存部分。這就是說，移位寄存器305在時鐘信號CLO每次變高時就取回一個收到的信號并進行移位。這樣，移位寄存器存儲了最后7位的二進制脈沖信號。
4位的計數(shù)器310在頭部脈沖的輸入被確定之后(Q4為高電平)就對通過與門309的時鐘信號CLO計數(shù)。當?shù)碗A的所有3位都變成高時，也就是在結(jié)束位的輸入時序時，換句話說，在二進制數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)位)和校驗位的傳送時期被與門311檢驗的時序時，與門311命令5位的鎖存器314通過另一個與門313接收信號，與門313只有在上述的奇偶校驗證實為正常接收時才打開。這樣，鎖存器314把存儲在移位寄存器305中的高5位亦即5位的二進制數(shù)據(jù)信號鎖存起來。
解碼器316把鎖存的5位二進制數(shù)據(jù)信號的高二位進行解碼，也就是把車輛運行狀態(tài)信號解碼成正常的發(fā)電信號，減速信號，惰轉(zhuǎn)信號或其它信號，這個信號然后被轉(zhuǎn)移到發(fā)電電壓設(shè)定單元33和發(fā)電率單元34。解碼器319則把鎖存的5位二進制數(shù)據(jù)信號的低3位進行解碼，也就是把確定發(fā)電率信號解碼成確定發(fā)電率(F負載率)，該參數(shù)然后由鎖存器319鎖存并轉(zhuǎn)送到發(fā)電率比較單元34。狀態(tài)S7是指兩個二進制數(shù)據(jù)信號的所有低3位都是1，這是一個冗余狀態(tài)，因而始終不會被發(fā)送。如果狀態(tài)S7變?yōu)楦?，反相?17和與門318就動作而停止對鎖存器319的寫入，從而通過使用前面鎖存的確定發(fā)電率來實施發(fā)電控制直到下一次接收為止。
總而言之，如果結(jié)束位為低且如果校驗電路307并沒有確定在數(shù)據(jù)的數(shù)量已達到一個單獨的數(shù)據(jù)片的水平后有什么錯誤，則就產(chǎn)生一個鎖存指令。然后鎖存電路314在鎖存信號的上升沿把從移位寄存器305的內(nèi)容去掉校驗位和結(jié)束位而得到5位二進制數(shù)據(jù)信號的內(nèi)容鎖存起來。到鎖存發(fā)生時為止的工作示于圖6A-6J中。
如圖6A-6J所示，如果發(fā)生了信號傳送中斷的情況，則開始位的高電平在結(jié)束位的低電平的輸入之前被輸入。因此，與門313向鎖存器314輸出低電平使得鎖存器314并不更新數(shù)據(jù)。
通信異常確定單元352將參考圖7而說明。
通信異常確定單元352在檢測到由通信線L斷開或其它原因引起的通信故障時就使控制停止。如果比較器354繼續(xù)長時間地收到低電平或高電平，則通信異常確定單元352就確定外部通信已經(jīng)停止，并因此而使用從車輛狀態(tài)信號輸出單元71來的車輛狀態(tài)信號來停止外部發(fā)電控制并把控制轉(zhuǎn)移到正常發(fā)電方式(內(nèi)部控制方式)。
按照本實施例，ECU7在一預(yù)定長度的時間內(nèi)至少要輸出一次二進制信號或二進制脈沖的電平改變。
更具體地說，D觸發(fā)器501每當時鐘信號CLO變低時就把從比較器354收到的信號的電平鎖存起來。D觸發(fā)器503則每當時鐘信號CLO變高時就把從比較器354收到的信號的電平鎖存起來。從觸發(fā)器來的Q輸出用一個異或電路504來校驗它們的不等性。如果檢測到不等性，則異或電路就把計數(shù)器506復位。這就是說，如果收到的信號不改變，則從觸發(fā)器501、503來的Q輸出是相等的，而如果收到的信號有改變，則異或電路504使計數(shù)器506復位。
計數(shù)器506在被復位后，就對時鐘信號CLO計數(shù)。如果計數(shù)器的第10位，即Q輸出Q10變?yōu)楦唠娖?如果在該時期內(nèi)收到的信號沒有變化)，則通信異常確定單元352就確定在通信線L或其它部分發(fā)生了異常，并通知鎖存器314復位。其結(jié)果是解碼器316指示進入正常發(fā)電。如果指示了正常發(fā)電，則發(fā)電電壓設(shè)定單元33執(zhí)行如后所述的正常發(fā)電。
簡而言之，由于在通信線L斷開時，通信線L上的電位被固定在高或低電平上，這樣就發(fā)生了接收信號的長時間的電平固定不變，這會使計數(shù)器506的輸出變高。這樣，就有一個異常信號傳送到鎖存器314。
鑰匙開關(guān)閉合確定單元353將參考圖8而說明。
按照傳統(tǒng)的技術(shù)，由于電是通過點火開關(guān)直接供給調(diào)節(jié)器3的，所以要專門地接線。換一種方式，由于鑰匙開關(guān)閉合信號是通過點火開關(guān)和充電燈而傳送到調(diào)節(jié)器3而電則是從另外一個端子提供的，所以如果充電燈燒斷后鑰匙開關(guān)閉合就不能被檢出。
下面要說明的按照本發(fā)明的鑰匙開關(guān)閉合信號傳送方法可以消除對特別的接線的需要并且即使在充電燈燒斷的情況下也能做到鑰匙開關(guān)閉合的無失敗的檢測。
為了使調(diào)節(jié)器3接收鑰匙開關(guān)閉合信號，要求從外部控制設(shè)備7發(fā)送一個表明鑰匙開關(guān)為閉合還是打開的一個鑰匙開關(guān)閉合信號到調(diào)節(jié)器3。
按照本實施例，鑰匙開關(guān)閉合信號在發(fā)送時是和開始位信號(頭部脈沖)卷包在一起的以便減少二進制脈沖信號所需的位長度。鑰匙開關(guān)閉合傳送方法將參考圖8來說明。
參考圖8，4位的計數(shù)器702檢測在計數(shù)器302中的頭部脈沖。當檢測到頭部脈沖時，這意味著鑰匙開關(guān)已閉合，這時觸發(fā)器704就輸出一個高電平信號。如果收到的脈沖電平在用于對時鐘信號CLO進行計數(shù)的12位計數(shù)器703的第12個輸出Q12變?yōu)楦咧安⒉蛔兏撸瑒t計數(shù)器703就把觸發(fā)器704復位并輸出一個信號，表明鑰匙開關(guān)已經(jīng)和電源電路37斷開(觸發(fā)器704的輸出為低)。
這樣，本方法能夠確定鑰匙開關(guān)是否已經(jīng)閉合而無需在二進制脈沖串信號中插入一個鑰匙開關(guān)閉合信號。
另外一個鑰匙開關(guān)閉合確定單元將參考圖9而加以說明。在正常情況下，這個例子通過檢測外部控制設(shè)備7的通電情況而確定鑰匙開關(guān)是否已閉合，因為外部控制設(shè)備7僅在鑰匙開關(guān)閉合時才工作。
更具體地說，參閱圖9，觸發(fā)器704確定，如果從比較器354來的信號變高，則鑰匙開關(guān)已經(jīng)閉合，然后就輸出高電平。計數(shù)器703對時鐘信號CLO計數(shù)。如果在計數(shù)值達到預(yù)先設(shè)定的值Q12之前下一個收到的脈沖(高電平)已經(jīng)輸入，則可以確定鑰匙開關(guān)是閉合的。如果在已經(jīng)收到前面信號的高電平之后在預(yù)先設(shè)定的值Q12到達之前沒有輸入收到的脈沖(高電平)，則可以確定鑰匙開關(guān)是斷開的。
按照本實施例，外部控制設(shè)備7在通電時輸出到通信線L上的是二進制脈沖信號的高電平，其周期要短于預(yù)先設(shè)定的值Q12，而當通電停止時則輸出低電平。
這個方法可以確定鑰匙開關(guān)是否已經(jīng)閉合而不需要復雜的結(jié)構(gòu)也不需要延長二進制脈沖串信號的位長度。
如果使用如圖8或9所示的設(shè)計的調(diào)節(jié)器3沒有用通信線L接到外部控制設(shè)備7，則一個外部通信端子LL(見圖1)可以簡單地作為鑰匙開關(guān)檢測端而接到鑰匙開關(guān)的一端。
如果通信線L被切斷，圖8和9所示的電路將錯誤地確定鑰匙開關(guān)已斷開，從而停止發(fā)電。為了防止這一缺點，有必要設(shè)計這樣一個電路，使發(fā)電電壓被檢測到，同時在正當發(fā)電時，即使檢測到鑰匙開關(guān)的閉合，發(fā)電仍將繼續(xù)。也就是說，如果鑰匙開關(guān)真的被斷開，那么發(fā)動機將停止，因此發(fā)電也會停止。這個缺點可以用一個線路設(shè)計來防止，這個線路只有當監(jiān)測的發(fā)電電壓下降到預(yù)定值或更低及鑰匙開關(guān)信號表明鑰匙開關(guān)已斷開時才停止發(fā)電控制。此外，如果確定了鑰匙開關(guān)已斷開但發(fā)電仍在繼續(xù)，則認為如上面所說的發(fā)生了通信異常，這時發(fā)電控制由正常發(fā)電方式來實現(xiàn)。
電源37的電路和運行將參考圖10來說明。
如果從電路704來的鑰匙開關(guān)閉合信號是在高電平(如果鑰匙開關(guān)已閉合)，則此高電平將通過一個或電路801和電流限制電阻r3而發(fā)送以使晶體管802導通。電流將由此通過r1、r2而被提供。由電流通過電阻r1而引起的電壓降使晶體管803導通，它把電流供應(yīng)給各個單元。
從三相全波整流器13的一個單相交流輸入端所輸出的發(fā)電電壓V被由電阻r6和r7所組成的分壓器電路所分壓，然后被二極管805整流，由電容器C平滑再由電阻r5平滑而成為直流發(fā)電電壓信號Sv，它由比較器804和一個參考電壓Va相比較。如果直流發(fā)電電壓信號Sv大于參考電壓Va，則晶體管802通過或電一回路801和限流電阻r3而導通。這樣，當鑰匙開關(guān)閉合信號變?yōu)榈投容^器804的輸出為高時，晶體管803就導通而向各單元通電。
如果鑰匙開關(guān)閉合信號變低，則電源電路停止對調(diào)節(jié)器3的各部分供電以停止發(fā)電控制，而這可以看作為發(fā)電已經(jīng)停止。這樣就實現(xiàn)了上述的優(yōu)點。
發(fā)電率確定單元36的一個例子將參考圖11而予以說明。
比較器601把開關(guān)晶體管31的集電極電壓Vc和一個參考電壓(5伏)相比較。如果比較器601輸出一個低電平信號，則可以確定開關(guān)晶體管31處于開斷狀態(tài)，因而這是在不發(fā)電階段。在這種情況下，計數(shù)器604被從反相器603來的輸出所復位。
然后，當比較器601輸出高電平時(這時開關(guān)晶體管31為導通)，計數(shù)器604對時鐘信號CLO計數(shù)。當比較器601輸出低電平時，計數(shù)值被鎖存器605用反相器603來的一個輸出鎖存。這樣就檢測到發(fā)電的時期并作為發(fā)電率而輸出。
發(fā)電率比較單元34的例子參考圖12而說明。
一個確定發(fā)電率(確定負載率值)，也就是從鎖存器319(見圖5)來的多個平行的二進制信號，被轉(zhuǎn)換成數(shù)字發(fā)電率信號，它被作為一個閾值(目標發(fā)電率)Sth而輸入到數(shù)字比較器607中。數(shù)字比較器607對此閾值和確定的數(shù)字發(fā)電率信號Sd進行比較。如果Sd較小(如果發(fā)電功率水平太低)，則比較器輸出高電平到與門608。
這樣，數(shù)字比較器607的輸出表明了電池容量的狀態(tài)。這就是說，如果電池容量大，那么數(shù)字比較器607的輸出就變低。如果電池容量小，那么數(shù)字比較器607的輸出就變高。
如果數(shù)字比較器607輸出高電平而從鎖存器316(見圖5)來的惰轉(zhuǎn)信號處在高電平(這表明發(fā)動機在惰轉(zhuǎn))，則與門608向與門206(見圖13)輸出高電平作為目標發(fā)電電壓減少允許信號Ss。
發(fā)電電壓設(shè)定單元33通過使用輸入的車輛運行狀態(tài)信號中表明正常發(fā)電的正常發(fā)電信號和表明車輛減速狀態(tài)的減速信號以及目標發(fā)電電壓減少允許信號Ss來控制對目標發(fā)電電壓值Vp的切換。
如果惰轉(zhuǎn)信號正在輸出，并且確定的發(fā)電率低于目標發(fā)電率(電池充電足夠大)，則觸發(fā)器207被置成高電平。由于在這個時刻正常發(fā)電信號和減速信號是在低電平，所以反相器203、與門204成為高電平，反相器208和與門209成為低電平而與門206則關(guān)閉。與門202變成低電平，與門205變高電平，則異或門217則變低。因此，只有一個MOST(金屬氧化物晶體管)216是導通的，使得分壓器電路200向比較器32輸出一個最低值作為目標發(fā)電電壓。因此，發(fā)電機負載相對于發(fā)動機而言被減少，從而減少燃料消耗。
在此之后，如果收到了另外的車輛運行狀態(tài)信號，與門206變低而其它元件仍保持不變，從而輸出一個低值作為目標發(fā)電電壓。
如果輸入了減速信號，與門202變成高電平而與門205則變低因為觸發(fā)器207和與門204已為高。因此，只有MOST 214導通，從而使最高值作為目標發(fā)電電壓而輸出到比較器32。相對于發(fā)動機的發(fā)電機負載增加以增加其制動力(發(fā)動機制動)并增大電池的充電。
然后，如果輸入了一個正常發(fā)電信號，與門206輸出低電平；觸發(fā)器207復位；與門202、205變化；而異或門217變高。因此，只有MOST 215導通，從而使分壓器電路200向比較器32輸出一個正常中間值作為目標發(fā)電電壓。在從惰轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到正常發(fā)電狀態(tài)之后，觸發(fā)器207輸出低電平。在此之后，從比較器32來的目標發(fā)電電壓維持在中間值而不管收到的是什么類型的運行信號直到觸發(fā)器207被從與門206來的輸出再次置位為止。
上述的正常發(fā)電信號是在這樣的情況下，例如要驅(qū)動一個大的電負載，同樣也可以在調(diào)節(jié)器確定了已經(jīng)發(fā)生了通信異常的情況下，由ECU7發(fā)出的。
本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例將參考圖14而說明。
按照本發(fā)明，圖3所示的根據(jù)第一實施例的二進制脈沖信號將加以改變。按照這個實施例的二進制脈沖串信號包括由4位長的頭部脈沖和后面的1位長的空白位組成的5位長的開始位信號；由后面跟著的二位構(gòu)成的車輛運行狀態(tài)信號；再后面跟著由三位構(gòu)成的用于確定發(fā)電率的信號；然后再跟著1位的奇偶校驗信號位(校驗位)；如圖14所示。
按照本實施例，運行狀態(tài)信號和用于確定發(fā)電率信號的二進制信號(在本說明中也稱作“二進制脈沖信號”)的0電平是用一位長的二進制脈沖信號的高電平來表示的，而它的1電平則用二位長的二進制信號的高電平來表示。一位長的空白位，也就是一位長度的低電平，則在二進制信號之間提供以作為分開各二進制信號的脈沖寬度。
這樣，本實施例和第一實施例的區(qū)別僅在于解調(diào)和保持接收的內(nèi)容單元的構(gòu)造上。按照本實施例的解調(diào)-保持單元將參考圖16而說明。
圖16所示的解調(diào)-保持單元351a和按照第一實施例的解調(diào)-保持單元351(見圖5)的區(qū)別在于有關(guān)數(shù)據(jù)脈沖的0或1的確定是由一個信號長度計數(shù)器來實現(xiàn)的，因此，為了檢測中斷沒有必要用結(jié)束位。其主要區(qū)別將如下述。
用于對脈沖寬度進行計數(shù)的計數(shù)器320由所收到信號的低電平所復位。起始位信號是由計數(shù)器320的Q3輸出轉(zhuǎn)移到高電平而檢測的。然后計數(shù)器320對收到的脈沖計數(shù)，如果收到的脈沖寬度是2T(在三位二進制編碼中的010)，也就是說，如果所收到的脈沖寬度是表明二進制信號電平1的寬度2T，則與門322輸出高電平，如果收到的脈沖寬度是1T，也就是說，收到的脈沖寬度是表明二進制信號電平0的寬度，則輸出低電平。T是一位的時間長度(見圖15)。
另一方面，如果或電路323在收到的由反相器324所規(guī)定的信號下降沿時其輸出為高電平，則用于確定移位寄存器305的讀數(shù)定時的與門325就指示移位寄存器305讀入數(shù)據(jù)?；螂娐?23在輸入1T寬度的脈沖時，就輸出高電平，因為在這種情況下從Q1來的輸入變?yōu)楦唠娖?，當輸?T寬度的脈沖時輸出高電平，因為從與門322來的輸入變?yōu)楦唠娖?。因此，在每一個收到的脈沖的下降沿就實現(xiàn)對移位寄存器的輸入。至于輸入的內(nèi)容，如果收到2T寬度的脈沖則高電平被寫入到移位寄存器305，因為與門322成為高電平，而如果收到1T寬度的脈沖則低電平被寫入到移位寄存器305，因為與門322變低。
計數(shù)器310在從與門325來并經(jīng)過與門309的每個接收到的脈沖的下降沿時對收到的脈沖進行計數(shù)。與門327在檢測到開始位之后的脈沖數(shù)達到6時，也就是說，2個脈沖的運行狀態(tài)信號、3個脈沖的確定發(fā)電率和1個脈沖的校驗位都已經(jīng)輸入時，就確定二進制脈沖串信號的接收已經(jīng)完成。然后，如果從雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器307來的奇偶校驗信號是正常(高電平)時，與門328就把從移位寄存器305來的5位二進制數(shù)據(jù)信號存放在鎖存器314中。
如果在數(shù)據(jù)發(fā)送之后但在下一個發(fā)送開始之前收到了由例如噪聲所致的錯誤數(shù)據(jù)脈沖，則二進制數(shù)據(jù)脈沖形式的脈沖是在沒有輸入開始位的情況下輸入的，因此，計數(shù)器310輸出一個大數(shù)111。然后，與門320通過反相器308而變成高電平以關(guān)斷與門309，從而使計數(shù)器310停止計數(shù)直到它被下一個開始位的輸入所復位為止。
如果發(fā)生了中斷，計數(shù)器310在它確定收到的脈沖數(shù)已達到6個之前就檢測開始位。這樣，計數(shù)器310就復位；與門327、328變低；鎖存器314并不更新數(shù)據(jù)。
圖17A-17N表示圖16所示的線路的各部分的電壓電平。
再另外一種實施例將參考圖18來說明。
按照本實施例，示于圖3的按照第一實施例的二進制脈沖串信號有所變動。按照本實施例的二進制脈沖串信號是可變長度的數(shù)據(jù)信號，如圖18所示。按照本實施例的二進制脈沖串信號包括由8位長的頭部脈沖和后隨的一位長的空白位組成的9位長的開始位信號；由后隨的一到三位構(gòu)成的二進制數(shù)據(jù)信號；由一位長的奇偶校驗脈沖和后隨的一位長的空白位組成的校驗位信號；和由一位長的結(jié)束脈沖和后隨的4位長的空白位信號組成的結(jié)束位信號。每個二進制數(shù)據(jù)信號后面都跟著一個一位長的空白位(脈沖寬度)。
1到3位二進制數(shù)據(jù)信號的指示表明在圖19中。
因此，本實施例和第一實施例的區(qū)別僅在于用來解調(diào)和保持收到的內(nèi)容的單元的構(gòu)造上。按照本實施例的解調(diào)-保持單元將參考圖20來說明。
示于圖20的解調(diào)-保持單元351b和按照第一實施例的解調(diào)-保持單元(見圖5)的區(qū)別主要在于要檢測到結(jié)束位信號以確定發(fā)送已完成。其主要區(qū)別將作說明。
當開始位檢測計數(shù)器302檢測到開始位信號時，它把數(shù)據(jù)計數(shù)器310、校驗電路307、和信號暫時保存部分的移位寄存器305復位，而把RS觸發(fā)器335置位。
移位寄存器305在收到開始位之后每當有一個時鐘的上升沿時就存儲收到的信號的內(nèi)容。4位的數(shù)據(jù)計數(shù)器310在收到開始位之后就對時鐘脈沖計數(shù)以檢測在收到開始位后所經(jīng)過的位時間。校驗電路307實現(xiàn)對進入的二進制信號處于高電平的個數(shù)(脈沖個數(shù))的奇偶校驗。
當移位寄存器305的末尾5位成為和結(jié)束位相同的脈沖串(10000)時，用于檢測結(jié)束位的與門334就輸出高電平。如果在這一時刻校驗電路307的Q輸出為低電平，則這意味著發(fā)生了一次異常。在這種情況下，校驗電路307把與門336變成低電平。
與門336指示鎖存器314、337只有在校驗電路307的輸出和觸發(fā)器335的輸出為高時才在檢測到結(jié)束位時讀入數(shù)據(jù)。鎖存器314所鎖存的是移位寄存器305的高3位但不包括低6位(即在3位數(shù)據(jù)脈沖的位位置上的信息)，而鎖存器337則鎖存從數(shù)據(jù)計數(shù)器來的低2位輸出。
鎖存器310對收到起始位之后所過去的時間進行計數(shù)。鎖存器310的低二位的狀態(tài)根據(jù)數(shù)據(jù)信號的位數(shù)，即一位、二位或三位而有所不同。因此如果計數(shù)器310的低二位的狀態(tài)在與門變高時在收到結(jié)束脈沖時輸入到鎖存器337，這意味著數(shù)據(jù)位的位數(shù)輸入到了鎖存器337中。也就是說，如果數(shù)據(jù)位的位數(shù)是2，則二進制數(shù)8＝2＋6的低二位，也就是00，被存儲起來。如果數(shù)據(jù)位的位數(shù)是1，則二進制數(shù)7＝1＋6的低二位為11，被存儲起來。如果數(shù)據(jù)位的位數(shù)是3，則二進制數(shù)9＝3＋6的低位，也就是01，被存儲起來。
如果解碼器338的So為高(數(shù)據(jù)位數(shù)＝1)，則如圖19所示向發(fā)電電壓設(shè)定單元33指示出正常發(fā)電，從而使發(fā)電電壓設(shè)定單元33實現(xiàn)預(yù)定的發(fā)電控制。如果通信異常確定單元352確定了發(fā)生了通信異常，鎖存器337被復位，鎖存的內(nèi)容00由解碼器338解碼成為正常發(fā)電。
如果解碼器338的S1是高(數(shù)據(jù)位數(shù)＝2)，則在時鐘CLO上升沿時序時鎖存器345從解碼器339鎖存輸入到那里的低二位的三種解碼內(nèi)容。參考數(shù)字344表明一個或門，用于在輸入到解碼器339的低二位為00時防止作上述的鎖存。
如果解碼器338的S2為高(數(shù)據(jù)位數(shù)＝3)，則在時鐘CLO的上升沿時序時鎖存器342鎖存輸入到那里的三位。參考數(shù)字340表示一個反相器，它在解碼器339有異常輸出即三位為000時向與門341輸出低電平以防止鎖存器342的讀入。
如果發(fā)生了通信異常，則鎖存器314復位；解碼器339的S0變高；而鎖存器342并不從解碼器339進行鎖存。
圖21A-21G表示在接收時間各部分的狀態(tài)，圖19表示數(shù)據(jù)位的數(shù)量和數(shù)據(jù)的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的內(nèi)容。
按照本實施例，如果數(shù)據(jù)位數(shù)是1或2，則只有車輛運行本身被更新。如果數(shù)據(jù)位數(shù)是3，則僅有用于確定F負載率所保持的內(nèi)容被更新。
如果發(fā)生了中斷，則不產(chǎn)生鎖存脈沖，因為在結(jié)束位信號輸入之前就已檢測了開始位信號。如果在信號傳送以外的情況由于噪聲而產(chǎn)生了和結(jié)束信號相同的信號，例如噪聲，則鎖存信號不會產(chǎn)生，由于這個原因，則鎖存器314、337所作的讀入只能在發(fā)送狀態(tài)確定電路(RS觸發(fā)器)335輸出高電平時才實現(xiàn)，這個電路是由開始位信號置位而由結(jié)束位信號復位的。因此，與門336的輸出維持在低電平并且不產(chǎn)生鎖存信號，除非產(chǎn)生了開始位信號。
RS觸發(fā)器信號335在檢測到開始位時變高，而在檢測到結(jié)束位時變低，并且在發(fā)送數(shù)據(jù)位和校驗位期間輸出高電平。與門336禁止鎖存器337、314更新數(shù)據(jù)，除非數(shù)據(jù)位或校驗位正在被發(fā)送。
另一個實施例將參考圖22來說明。
這個實施例利用二進制脈沖串信號通過圖14所說明的指示方法并結(jié)合第二實施例中以一位長的脈沖表示0和二位長的脈沖表示1的方法來指明數(shù)據(jù)位(二進制數(shù)據(jù)信號)和校驗位。如同在圖18中所說明的第三實施例一樣，二進制脈沖串信號的數(shù)據(jù)長度是可變的。二進制脈沖串信號包括由4位長的頭部脈沖和跟在后面的一位長的空白位形成的5位長的開始位信號；后面跟著2到4位的可變長的代碼；再后面是二位長的空白位形成的結(jié)束位信號?？勺冮L的代碼是由二進制數(shù)據(jù)信號(車輛運行狀態(tài)信號、確定發(fā)電率的信號)組成的，它由1到3位的數(shù)據(jù)位和跟在后面的校驗位所形成?？勺冮L代碼基本上和第三實施例中的相同，但其指示方法不同。
圖22表明圖23所示的二進制脈沖串信號的一個例子。
圖24表明按照本發(fā)明的一個解調(diào)-保持單元351c。圖25A-25I表示說明各部分的數(shù)據(jù)狀態(tài)的時序圖。
解調(diào)-保持單元351c是按照第二實施例的解調(diào)-保持單元351a和按照第三實施例的解調(diào)-保持單元351b的組合。在功能上和解調(diào)-保持單元351a、351b中可相比擬的電路用相同的參考字符來表示。下面的說明主要是為那些和解調(diào)-保持單元351a、351b不同的電路部分而做的。
由于結(jié)束位信號按照本實施例是由二位空白位形成的，所以結(jié)束位信號是由計數(shù)器346在收到信號的低電平繼續(xù)了兩位的持續(xù)時間而檢測出來的。在檢測到結(jié)束位信號時，計數(shù)器346向與門336輸出高電平。
按照本實施例計數(shù)器310像圖16中所示的計數(shù)器310那樣對從與門325來的收到的信號的上升沿時序計數(shù)。這樣，只要通信是正常的，鎖存器337就鎖存為了指明在檢測到開始位信號以后所收到的脈沖個數(shù)而形成的二進制信號的低兩位。更具體地說，由于校驗位總是由一位的二進制脈沖信號所形成而二進制數(shù)據(jù)信號是一到三位二進制脈沖信號，鎖存器337鎖存的是10(一個的二進制數(shù)據(jù)信號)，或11(一個二位的二進制數(shù)據(jù)信號)、或00(一個三位的二進制數(shù)據(jù)信號)。
由鎖存器337保持的并且表明二進制數(shù)據(jù)信號數(shù)量的兩位二進制信號由解碼器338解碼。后面所跟隨的操作和圖20中所說明的是相同的因此不再說明。
再有一個實施例將結(jié)合圖26-28而予以說明。
這個實施例使用了圖26所示的二進制脈沖串信號，其中二進制數(shù)據(jù)信號由二進制脈沖的總數(shù)來表明數(shù)據(jù)。結(jié)束位信號是兩位的空白位信號。圖27表示數(shù)據(jù)脈沖的個數(shù)和相應(yīng)的指示。
圖28表示按照本實施例的解調(diào)-保持單元。
計數(shù)器302像在別的實施例中那樣對收到的信號的脈沖長度進行計數(shù)并在檢測到開始位信號時把脈沖數(shù)計數(shù)器350復位。然后脈沖數(shù)計數(shù)器350對收到的脈沖計數(shù)。計數(shù)器346在檢測到結(jié)束位信號時就像在第四實施例中一樣把RS觸發(fā)器335復位。和在第四實施例中一樣，除了在從檢測到開始位信號到檢測到結(jié)束位信號之間的數(shù)據(jù)位發(fā)送期間以外RS觸發(fā)器335關(guān)閉與門336。在數(shù)據(jù)位發(fā)送期間當檢測到結(jié)束位信號時，鎖存器353對由計數(shù)器350所計數(shù)的數(shù)據(jù)脈沖的數(shù)量進行鎖存。
鎖存器353的數(shù)據(jù)由解碼器354解碼。數(shù)據(jù)的內(nèi)容在時鐘信號的上升時序時輸入到保持運行狀態(tài)信號的鎖存器356中和保持確定發(fā)電率的寄存器360中。
從解碼器354來的信號輸出S3-S9用于規(guī)定確定發(fā)電率。由于預(yù)先規(guī)定了這僅在惰轉(zhuǎn)狀態(tài)下才發(fā)生，所以或門355允許鎖存器356鎖存惰轉(zhuǎn)狀態(tài)而允許鎖存器360保持確定發(fā)電率以更新數(shù)據(jù)。
解碼器的輸出信號S10-S15是不應(yīng)該出現(xiàn)的。如果S10-S15中任何信號有輸出，則異或電路357把與門359關(guān)閉以禁止保持運行條件信號的鎖存器356更新數(shù)據(jù)并把與門358關(guān)閉以禁止鎖存器360更新數(shù)據(jù)。如果通信異常信號輸入到鎖存器353的復位端，則該信號被解碼器354解碼成S0，它指示進入正常發(fā)電狀態(tài)。
另一個實施例將參考圖29而予以說明。
這個實施例實現(xiàn)按照第五實施例的方法，其中二進制數(shù)據(jù)信號是通過脈沖數(shù)而通訊的，并使用具有CPU的調(diào)節(jié)器3a。參看圖29，調(diào)節(jié)器3a包括用于把電池電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器391，用于從外部控制設(shè)備7來形成車輛狀態(tài)信號的緩沖器392，以及一個CPU3a，用于處理從緩沖器392來的信號并把處理過的信號通過緩沖器394輸出到開關(guān)晶體管31。
CPU3a的操作可參考圖30的流程圖來說明。
CPU首先檢查開始位信號是否已經(jīng)根據(jù)安裝好的用于對輸入脈沖的長度進行計數(shù)的軟件計數(shù)器的輸出而被輸入(S100)。如果開始位信號尚未輸入，則CPU檢查輸入電位是否繼續(xù)了至少為一個預(yù)定長度的時間(S101)。如果不是，操作回到S100，如果是繼續(xù)了那么長的時間，則可以確定發(fā)生了通信異常，操作進入到103步。外部控制設(shè)備7在上述預(yù)定期間長度內(nèi)不失效地發(fā)送一個電位變化，具體說，一個脈沖。
如果S100檢測到一個開始位信號，CPU就對輸入的脈沖數(shù)計數(shù)(S102)直到計數(shù)到結(jié)束位信號為止(一個連續(xù)有二位或更多位持續(xù)的空白信號)。如果計數(shù)的脈沖的數(shù)量為1到9，則操作前進到104，如果是0，則可以確定發(fā)生了通信錯誤，操作進行到S103。
S103把目標發(fā)電電壓Vs設(shè)定在14.0伏而最大發(fā)電率為100％，操作然后回到S100。
S104根據(jù)輸入的脈沖數(shù)來辨認車輛狀態(tài)并把數(shù)據(jù)更新到相應(yīng)的三種發(fā)電控制值(目標發(fā)電電壓Vs、漸變勵磁時間、最大F負載率)且把它們存儲起來。
使用三種發(fā)電控制值的任何一種(目標發(fā)電電壓Vs、漸變勵磁時間、最大F負載率)以控制發(fā)電的例子將參考圖31的中斷程序來說明。
這個中斷程序每隔10毫秒執(zhí)行一次，它首先檢測電池電壓Vb(S200)，然后根據(jù)電池電壓Vb和目標發(fā)電電壓Vs計算目標發(fā)電率(目標F負載率)(S202)。
S204中所示的A、B、C中最小的值被選定為選定的發(fā)電率(控制F負載率)(S204)。利用這個選定的F負載率來對開關(guān)晶體管31進行開關(guān)控制(S206)。
由于實施例可以發(fā)送各種車輛運行狀態(tài)信號，因此它們可以實現(xiàn)完善的控制，例如，和發(fā)動機ECU合作控制，同時也進行電壓控制。此外，由于這些實施例可以發(fā)送多個控制參數(shù)，所以在用于具有不同參數(shù)的車輛時不必要對調(diào)節(jié)器作改變。
利用這些實施例可以進行各種控制，例如，在減速時的再生控制，設(shè)定去勵磁時間，它適用于在加速時發(fā)電受到限制的車輛(防止由于發(fā)電功率因電氣負載起動時的急劇增加所引起的發(fā)動機堵轉(zhuǎn)這樣一種功能)、防止在動力轉(zhuǎn)向起動時發(fā)動機堵轉(zhuǎn)所需的發(fā)電暫停、在發(fā)動機起動時(發(fā)動機冷卻劑溫度很低時)通過限制發(fā)電而實現(xiàn)惰轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定控制。
雖然本發(fā)明已參考所附插圖并結(jié)合其中的優(yōu)選實施例作了詳細說明，但應(yīng)指出，對熟悉本技術(shù)的人而言各種改變和修正會變得很明顯。這些改變和修正應(yīng)該理解為是包含在所附權(quán)利要求所規(guī)定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種車輛發(fā)電設(shè)備，包括一臺可由車輛驅(qū)動的并用于向電氣負載供應(yīng)電力和向電池充電的發(fā)電機，用于通過控制該發(fā)電機的勵磁電流以便使發(fā)電電壓維持在預(yù)定水平上而控制發(fā)電的發(fā)電電壓控制設(shè)備、和離開該發(fā)電電壓控制設(shè)備而設(shè)置的用于向該發(fā)電電壓控制設(shè)備發(fā)送預(yù)定信號的外部控制設(shè)備，其中上述的外部控制設(shè)備包括用于發(fā)送有限長度的二進制脈沖串信號的發(fā)送裝置，該信號包括主要是由預(yù)定數(shù)量的二進制脈沖信號組成的并且指明和預(yù)定的車輛狀態(tài)有關(guān)的車輛狀態(tài)信號的數(shù)據(jù)脈沖信號；和上述的發(fā)電電壓控制設(shè)備包括用于接收上述二進制脈沖串信號和解調(diào)上述數(shù)據(jù)脈沖信號成為上述車輛狀態(tài)信號的接收裝置；用于把上述數(shù)據(jù)脈沖信號和上述車輛狀態(tài)信號之一至少保持到收到下一次的上述二進制脈沖串信號為止的保持裝置；和根據(jù)由上述保持裝置保持的車輛狀態(tài)信號和通過對由上述保持裝置保持的上述數(shù)據(jù)脈沖信號進行解調(diào)而得的上述車輛狀態(tài)信號之一來控制上述勵磁電流的勵磁電流控制裝置。
2.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的發(fā)送裝置是通過使用包括多個上述的二進制脈沖信號的上述數(shù)據(jù)脈沖信號來發(fā)送多種車輛狀態(tài)信號的，而其中所說的接收裝置是用于對上述的數(shù)據(jù)脈沖信號解調(diào)成上述的多種車輛狀態(tài)信號的。
3.按照權(quán)利要求2的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的二進制脈沖串信號是通過單獨一根傳送線而串行地發(fā)送的。
4.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的數(shù)據(jù)脈沖信號通過對按預(yù)定周期而更新的多個二進制脈沖信號的組合來表示上述的車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)之一和不同的車輛狀態(tài)信號。
5.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的數(shù)據(jù)脈沖信號通過對相互之間具有不同脈沖寬度的多個二進制脈沖信號的組合來表示上述車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)之一和不同的車輛狀態(tài)信號。
6.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的數(shù)據(jù)脈沖信號通過具有預(yù)定的脈沖寬度的多個二進制脈沖信號的總數(shù)來表示上述的車輛狀態(tài)信號的多種狀態(tài)之一和不同的車輛狀態(tài)信號。
7.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的二進制脈沖串信號至少包括表示上述二進制脈沖串信號發(fā)送開始的頭部信號和表示上述二進制脈沖信號發(fā)送結(jié)束的結(jié)束脈沖信號中的一個。
8.按照權(quán)利要求7的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的保持裝置如果在上述的頭部脈沖信號或上述的結(jié)束脈沖信號所確定的基礎(chǔ)上接收上述的數(shù)據(jù)脈沖信號期間上述的頭部脈沖信號被檢測到或上述的結(jié)束脈沖信號沒有檢測到，就繼續(xù)保持以前收到的上述數(shù)據(jù)脈沖信號或上述的車輛狀態(tài)信號。
9.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的車輛狀態(tài)信號至少包括下列信號之一關(guān)于車輛運行狀態(tài)的運行狀態(tài)信號、關(guān)于車輛上安裝的電池狀態(tài)的電池狀態(tài)信號、有關(guān)車輛型號的型號信號、和有關(guān)上述車輛所帶的電氣負載的通電狀態(tài)的負載狀態(tài)信號，而其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備根據(jù)由上述的保持裝置得到的上述車輛狀態(tài)信號或根據(jù)上述的車輛狀態(tài)信號和從上述的發(fā)電機得到的有關(guān)發(fā)電狀態(tài)的信號而產(chǎn)生發(fā)電控制信號，上述的發(fā)電電壓控制設(shè)備在上述的發(fā)電控制信號的基礎(chǔ)上控制上述的勵磁電流。
10.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的外部控制設(shè)備在預(yù)定的時間長度內(nèi)至少有一次改變要發(fā)送的二進制脈沖信號的電平，而如果在預(yù)定的時間長度內(nèi)收到的信號并不表現(xiàn)出上述二進制脈沖信號的電平改變，則其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備將使保持裝置停止保持以前收到的上述車輛狀態(tài)信號或上述數(shù)據(jù)脈沖信號而保持一個預(yù)定的信號。
11.按照權(quán)利要求1的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的車輛狀態(tài)信號包括一個關(guān)于鑰匙開關(guān)是否已閉合或開斷的鑰匙開關(guān)閉合信號，其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備在根據(jù)收到的上述鑰匙開關(guān)閉合信號而確定了該鑰匙開關(guān)已開斷時就停止上述的發(fā)電控制。
12.按照權(quán)利要求11的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中當上述鑰匙開關(guān)閉合時，上述外部控制設(shè)備在預(yù)定的時間長度內(nèi)至少發(fā)送一次表明上述鑰匙開關(guān)閉合的上述鑰匙開關(guān)閉合信號，且其中當上述鑰匙開關(guān)閉合信號在預(yù)定時間長度內(nèi)沒有收到時，上述的發(fā)電電壓控制設(shè)備就確定該鑰匙開關(guān)未閉合因此就停止發(fā)電控制。
13.按照權(quán)利要求12的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的外部控制設(shè)備在預(yù)定的時間長度內(nèi)至少發(fā)送一次包括一個二進制脈沖信號的二進制脈沖串信號，這個信號形成了表明上述鑰匙開關(guān)閉合的上述鑰匙開關(guān)閉合信號，并且其中如果在預(yù)定的時間長度內(nèi)沒有收到上述的鑰匙開關(guān)閉合信號，則上述的發(fā)電電壓控制設(shè)備就確定該鑰匙開關(guān)未閉合。
14.按照權(quán)利要求11的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中當上述鑰匙開關(guān)閉合時，上述外部控制設(shè)備在預(yù)定的時間長度內(nèi)至少有一次改變要發(fā)送的信號的二進制信號電平，并且其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備在上述預(yù)定時間內(nèi)如果收到的信號電平改變就確定該鑰匙開關(guān)是閉合的，而如果在上述預(yù)定的時間內(nèi)收到的信號電平不改變，則就確定該鑰匙開關(guān)未閉合。
15.按照權(quán)利要求11的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備在收到的信號是一個預(yù)定電平的二進制信號時就確定上述鑰匙開關(guān)是閉合的，如果在預(yù)定的時間長度內(nèi)或更長時間內(nèi)繼續(xù)收到不同于預(yù)定電平的二進制信號電平時就確定該鑰匙開關(guān)未閉合。
16.按照權(quán)利要求15的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的和上述預(yù)定的電平不同的二進制信號電平是在上述外部控制設(shè)備沒有向它供電時該外部控制設(shè)備的發(fā)送端上的電壓狀態(tài)。
17.按照權(quán)利要求11的一種車輛發(fā)電設(shè)備，其中所說的發(fā)電電壓控制設(shè)備監(jiān)測上述發(fā)電機的發(fā)電狀態(tài)，而且當其中所說的發(fā)電機正在發(fā)電時，如果它確定上述的鑰匙開關(guān)未閉合時，上述的發(fā)電電壓控制設(shè)備就繼續(xù)上述的發(fā)電控制。
全文摘要
一種車輛發(fā)電設(shè)備，從外部控制設(shè)備向在發(fā)電機中提供的發(fā)電電壓控制單元發(fā)送多種控制信號以進行發(fā)電控制而同時限制設(shè)備尺寸或所需連線的增加并且不降低減小噪聲的特性，一種發(fā)電電壓控制設(shè)備在正常情況下和發(fā)電機整體地安裝在一起以維持發(fā)電電壓于一預(yù)定的目標電平上。車輛狀態(tài)信號在發(fā)送前先轉(zhuǎn)換成二進制脈沖串信號。發(fā)電電壓控制設(shè)備在下一次接收之前保持收到的二進制脈沖串信號或由二進制脈沖信號解碼而得的車輛狀態(tài)信號。由此，只要少量的通信就可以完成復雜的發(fā)電控制。
文檔編號B60R16/023GK1135430SQ9610134
公開日1996年11月13日 申請日期1996年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月31日
發(fā)明者金澤和加子, 前原冬樹, 高瀨康弘 申請人:日本電裝株式會社