專利名稱：用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出最大化的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利文件中描述的技術(shù)大體上涉及車輛交流發(fā)電機(jī)。更特別地，提供用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度范圍內(nèi)最大化的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今可以獲得高性能的車輛交流發(fā)電機(jī)，尤其是在低和中等速度時(shí)具有高效率、高輸出的運(yùn)行。然而，在一些情況下，可獲得的輸出可能受到交流發(fā)電機(jī)的發(fā)熱限制的局限。當(dāng)例如由于遵照環(huán)境噪音污染標(biāo)準(zhǔn)而采取對(duì)策而造成引擎室溫度增加時(shí)，這很成問題。
冷卻系統(tǒng)典型地用于幫助降低引擎室溫度并耗散交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱。此外，為了防止交流發(fā)電機(jī)在高運(yùn)行溫度時(shí)發(fā)生故障，許多交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)基于測(cè)量的溫度(一些情況下是交流發(fā)電機(jī)速度)采用固定輸出限制。典型地，需要大量實(shí)驗(yàn)來確定合適的固定限制。然而在許多情況下，對(duì)于給定的運(yùn)行溫度和速度，固定限制并不提供最大可能的輸出。此外，如果引擎室溫度超過預(yù)定量最大溫度，則固定限制常常被設(shè)定得過高而不能充分保護(hù)交流發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這里描述的教導(dǎo)，提供用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度范圍內(nèi)最大化的系統(tǒng)和方法。第一溫度傳感器可以用于測(cè)量第一溫度，以及第二溫度傳感器可以用于測(cè)量第二溫度。第一溫度模塊可以用于將第一溫度與第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差，并至少部分基于所述第一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考。第二溫度模塊可以用于將第二溫度與第二溫度參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差，并至少部分基于所述第二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考。占空比選擇模塊可以用于選擇第一占空比參考和第二占空比參考中較小的一個(gè)作為最大系統(tǒng)占空比。占空比控制模塊可以用于至少部分基于所述最大系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)以超過所述最大系統(tǒng)占空比的占空比運(yùn)行。


下面將參考附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。可以理解的是，這些附圖只示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不構(gòu)成對(duì)其范圍的限制。
圖1是用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度范圍內(nèi)最大化的示例系統(tǒng)的方框圖。
圖2是說明用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度和速
度范圍內(nèi)最大化的示例系統(tǒng)的方框圖。
圖3是示出了占空比控制模塊的運(yùn)行示例的流程圖。
圖4是示出了交流發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)示例的電路圖。
圖5是說明用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度和速
度范圍內(nèi)最大化的另一示例系統(tǒng)的方框圖。
圖6是示出了用于將車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出最大化的系統(tǒng)的示例
操作的定時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是用于使車輛交流發(fā)電機(jī)32的輸出在整個(gè)運(yùn)行溫度范圍內(nèi)最大化的示例系統(tǒng)30的方框圖。系統(tǒng)30包括兩個(gè)溫度模塊34、 36，每個(gè)模塊從溫度傳感器38、 40接收輸入。系統(tǒng)30還包括占空比選擇模塊42和占空比控制模塊44。
溫度傳感器38、 40可以在關(guān)于交流發(fā)電機(jī)的不同位置處測(cè)量溫度。例如，溫度傳感器38、 40可以接近地附于交流發(fā)電機(jī)32中運(yùn)行溫度較為關(guān)鍵的部分，例如定子繞組的端匝和/或整流器二極管。 一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器38、 40也可以被放置用于測(cè)量影響交流發(fā)電機(jī)32的運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)其它溫度敏感組件的溫度。例如，如果使用溫度敏感微處理器來實(shí)現(xiàn)模塊34、 36、 42、 44中的一個(gè)或多個(gè)或者執(zhí)行其它用于交流發(fā)電機(jī)32的控制功能，則溫度傳感器也可以被放置用于測(cè)量微處理器附近的周圍溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，溫度傳感器的位置至少與定子勵(lì)磁繞組和系統(tǒng)微處理器的末端接近。
每個(gè)溫度模塊34、 36包括比較元件46、 48和調(diào)節(jié)元件50、 52。每個(gè)比較元件46、 48從各個(gè)溫度傳感器38、 40接收溫度信號(hào)，并將溫度信號(hào)與溫度參考54、 56比較以得出溫度誤差58、 60。調(diào)節(jié)元件50、 52使用溫度誤差58、 60來計(jì)算每個(gè)溫度傳感器位置特有的占空比參考。
在一個(gè)示例中，可以使用比例積分微分(PID)控制器實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)元件50、 52。例如，可以使用下列PID算法計(jì)算占空比參考。占空比參考^Kp舉temp—error+Ki / (temp—error) dt+Kd*d (temp一error)/dt，
其中"temp—error"是溫度誤差58、 60， "Kp"、 "Ki"和"Kd"是增
益參數(shù)。
占空比選擇模塊42選擇較小的占空比參考作為最大系統(tǒng)占空比62，其將被輸入至占空比控制模塊44。至少部分地基于所述最大系統(tǒng)占空比限制，占空比控制模塊44產(chǎn)生控制信號(hào)64。控制信號(hào)64調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)32的勵(lì)磁電流，以便防止交流發(fā)電機(jī)32以超過所述最大系統(tǒng)占空比62的占空比運(yùn)行。
可以通過實(shí)驗(yàn)得出每個(gè)溫度傳感器位置處的溫度參考。例如，已經(jīng)確定出大約125。C和大約130。C之間的溫度參考適于系統(tǒng)微處理器附近的溫度傳感器，而大約240°C的溫度參考適于位于高溫度定子繞組的端匝附近的溫度傳感器。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，溫度參考可以根據(jù)特定系統(tǒng)組件和配置而有所變化。
還應(yīng)當(dāng)理解的是，這里使用的術(shù)語"模塊"可以包括硬件、軟件或硬件和軟件的組合。例如，在一個(gè)示例中，可以使用單個(gè)的處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖1中示出的每個(gè)模塊34、 36、 42、 44。在其它示例中，可以使用分立的邏輯電路和/或其它電路組件實(shí)現(xiàn)模塊34、 36、 42、 44中的一個(gè)或多個(gè)。其它配置也是有可能的。
圖2是說明用于使車輛交流發(fā)電機(jī)102的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度和速度范圍內(nèi)最大化的示例系統(tǒng)100的方框圖。系統(tǒng)包括多個(gè)溫度模
塊104-106，其中每個(gè)模塊從溫度傳感器108-110接收輸入。系統(tǒng)IOO還包括占空比選擇模塊112和占空比控制模塊114。
溫度傳感器118-110的位置接近交流發(fā)電機(jī)102的溫度敏感部分和/或其它溫度敏感組件，例如交流發(fā)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組和系統(tǒng)微處理器。來自傳感器108-110的溫度測(cè)量被輸入至溫度模塊104-106中的比較元件116-118，其將溫度測(cè)量信號(hào)與預(yù)定溫度參考120-122比較以得出溫度誤差124-126。然后溫度誤差信號(hào)124-126連同指示交流發(fā)電機(jī)102的當(dāng)前運(yùn)行速度的信號(hào)132 —起被輸入至調(diào)節(jié)元件128-130。調(diào)節(jié)元件128-130基于交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度132和溫度誤差124-126來計(jì)算針對(duì)每個(gè)溫度傳感器位置的占空比參考。如上所述，可以使用PID控制器實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)元件128-130。例如可以使用下列PID算法計(jì)算占空比參考。
占空比參考-Kp (p—速度)* temp—error +Ki (i—速度)/(temp_error) dt+Kd (d—速度)*d (temp—error) /dt，其中"temp—error"是溫度誤差124-126; "p—速度"、"i—速度"和"d—速度"是速度信號(hào)132的比例、積分和微分分量；"Kp"、 "Ki"和"Kd"
是增益參數(shù)。
由溫度模塊104-106計(jì)算的占空比參考被輸入至占空比選擇模塊112，占空比選擇模塊112選擇最小的占空比參考作為最大系統(tǒng)占空比134，最大系統(tǒng)占空比134將被輸入至占空比控制模塊114?；谧畲笙到y(tǒng)占空比134和交流發(fā)電機(jī)102的輸出電壓138與預(yù)定參考電壓140之間的比較，占空比控制模塊114產(chǎn)生控制信號(hào)136?？刂菩盘?hào)136用于調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)102的勵(lì)磁電流，使得交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生輸出電壓138所必需的占空比運(yùn)行，只要占空比小于最大系統(tǒng)占空比134，所述輸出電壓138基本上等于電壓參考140。也就是說，控制信號(hào)136始終防止交流發(fā)電機(jī)以超過所述最大系統(tǒng)占空比134的占空比運(yùn)行，從而防止系統(tǒng)100超過運(yùn)行溫度。
圖3中示出了占空比控制模塊的示例運(yùn)行。在步驟202，交流發(fā)電機(jī)輸出電壓(VALT)與預(yù)定參考電壓(VREF)比較。參考電壓(VREF)
9是要調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的輸出處的電壓設(shè)定點(diǎn)(例如14.2V)。交流發(fā)電 機(jī)輸出電壓(Valt)是在交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端所測(cè)量的電壓。然
而在其它示例中，參考電壓(vREF)可以與電池電壓或與電池電壓和
交流發(fā)電機(jī)輸出電壓二者進(jìn)行比較。如果交流發(fā)電機(jī)電壓(VAljT)大 于或等于參考電壓，則在步驟204從交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中去掉能量， 以便減少交流發(fā)電機(jī)占空比。否則，如果交流發(fā)電機(jī)輸出電壓(VAljT) 小于參考電壓(VREF)，則所述方法進(jìn)行至步驟206。
在步驟206，將交流發(fā)電機(jī)輸出的占空比和最大系統(tǒng)占空比進(jìn)行 比較。如果交流發(fā)電機(jī)的占空比大于或等于最大系統(tǒng)占空比，則在步 驟204從勵(lì)磁繞組中去掉能量，以便減小交流發(fā)電機(jī)占空比。否則， 如果交流發(fā)電機(jī)占空比小于最大系統(tǒng)占空比，則在步驟208激勵(lì)勵(lì)磁 繞組以便增大交流發(fā)電機(jī)占空比。
步驟210-212用于控制占空比控制模塊的定時(shí)。用于實(shí)現(xiàn)占空比 控制模塊的系統(tǒng)微處理器典型地是交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的溫度最敏感組件 之一。通過低速運(yùn)行微處理器，可以減少內(nèi)部損耗，并因此增加了最 大運(yùn)行周圍溫度。為了獲得該結(jié)果，可以設(shè)定占空比控制模塊的采樣 速度以便以每1%占空比(例如lms)來執(zhí)行圖3所示的方法。因此對(duì) 于交流發(fā)電機(jī)的每個(gè)占空比，占空比控制模塊執(zhí)行一百次步驟202和 206的比較。為了控制該定時(shí)運(yùn)行，在步驟210增加占空比計(jì)數(shù)器， 并且每100個(gè)計(jì)數(shù)(步驟211)占空比計(jì)數(shù)器被復(fù)位為零(步驟212)。
應(yīng)當(dāng)理解的是，占空比控制模塊的其它定時(shí)配置也是可能的。例 如，可以包括多于100的計(jì)數(shù)以便提高分辨率(例如，每1/2占空比 一個(gè)計(jì)數(shù))。而且，在其它示例中，占空比控制模塊的定時(shí)與交流發(fā)電 機(jī)占空比無關(guān)。
圖4是示出了交流發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)示例300的電路圖。在此示例 中，控制模塊由微處理器302實(shí)現(xiàn)。例如，微處理器302可以用于實(shí) 現(xiàn)圖1或圖2中示出的溫度模塊、占空比選擇模塊和占空比控制模塊。 微控制器302使用耦合至FET306的控制信號(hào)304來控制交流發(fā)電機(jī) 的占空比。通過導(dǎo)通FET (增大占空比)和截止FET (減小占空比) 來控制經(jīng)過交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組308的電流。
10至微處理器302的輸入包括來自兩個(gè)或多個(gè)溫度傳感器310、 312 的溫度信號(hào)、電池電壓、交流發(fā)電機(jī)輸出和AC定子輸出。AC定子 輸出可以用于確定交流發(fā)電機(jī)速度，例如如圖5所示。如上所述，交 流發(fā)電機(jī)速度、溫度信號(hào)和交流發(fā)電機(jī)電壓和/或電池電壓可以用于調(diào) 節(jié)交流發(fā)電機(jī)占空比。
使用微處理器來實(shí)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)控制模塊可以提供若干優(yōu)點(diǎn)。例 如，基于微處理器的控制系統(tǒng)可以使得相同的調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠用于不同 類型的交流發(fā)電機(jī)?；谖⑻幚砥鞯南到y(tǒng)也可以提供其它設(shè)計(jì)靈活性， 例如少用外部組件和/或少用昂貴的PCB材料。
圖5是說明用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度和速 度范圍內(nèi)最大化的另一示例系統(tǒng)400的方框圖。所述系統(tǒng)包括多個(gè)溫 度模塊402、電壓調(diào)節(jié)模塊404和占空比控制模塊406。還包括交流發(fā) 電機(jī)速度計(jì)算模塊408、平穩(wěn)啟動(dòng)模塊410和占空比選擇模塊412。
在運(yùn)行中，基于最大系統(tǒng)占空比414和電壓調(diào)節(jié)信號(hào)(AV/AVref) 416，占空比控制模塊406調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。最大系統(tǒng)占空 比414由占空比選擇模塊412確定，占空比選擇模塊412從溫度模塊 402并且可能從平穩(wěn)啟動(dòng)模塊410的輸出選擇最小的占空比參考。電 壓調(diào)節(jié)信號(hào)(AV/AVref) 416由電壓調(diào)節(jié)模塊404通過將交流發(fā)電機(jī) 電壓418和參考電壓(AVref) 410進(jìn)行比較而產(chǎn)生。
電壓調(diào)節(jié)模塊404包括比較器422、電壓測(cè)量元件424、信號(hào)處 理元件426和溫度補(bǔ)償元件428。可以從交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接收交 流發(fā)電機(jī)電壓輸入418，并將其輸入至測(cè)量元件424以產(chǎn)生電壓測(cè)量 信號(hào)。電壓測(cè)量信號(hào)被信號(hào)處理元件426濾波和格式化并被輸入 (AVin)到比較器422。通過調(diào)節(jié)基礎(chǔ)參考電壓(AVbase)以補(bǔ)償周 圍溫度中的變化，產(chǎn)生輸入到比較器422的參考電壓(AVref) 420。 更特別地，由溫度補(bǔ)償元件428根據(jù)所測(cè)量的周圍溫度(Temp)來計(jì) 算溫度補(bǔ)償值(AVcomp)。然后通過溫度補(bǔ)償值(AVcomp)調(diào)節(jié)基 礎(chǔ)參考電壓(AVbase)以產(chǎn)生參考電壓(AVref) 420。如圖所示，25 °C時(shí)優(yōu)選的基礎(chǔ)參考電壓是14.2V，然而也可以使用其它參考值。
溫度模塊402從位于系統(tǒng)的溫度敏感位置的溫度傳感器接收溫度信號(hào)(關(guān)鍵溫度Ol、關(guān)鍵溫度02和關(guān)鍵溫度03)。溫度信號(hào)被處理以 產(chǎn)生溫度測(cè)量，將其與預(yù)定溫度參考(關(guān)鍵溫度OIREF、關(guān)鍵溫度 02REF和關(guān)鍵溫度03REF)進(jìn)行比較，以得出溫度誤差值430-432。 溫度誤差430-432連同由交流發(fā)電機(jī)速度計(jì)算模塊408確定的速度系 數(shù)一起被輸入至PID控制器434-436?；谒俣认禂?shù)和溫度誤差 430-432，例如使用上面參考圖2所述的PID算法，PID控制器434-436
計(jì)算每個(gè)溫度傳感器位置的占空比參考。
交流發(fā)電機(jī)速度計(jì)算模塊408將來自定子的AC輸出(AC—i叩ut) 與AC參考信號(hào)(AC—Ref)迸行比較以識(shí)別脈沖計(jì)數(shù)，并根據(jù)脈沖計(jì) 數(shù)計(jì)算交流發(fā)電機(jī)速度。然后處理所計(jì)算的交流發(fā)電機(jī)速度，例如通 過將交流發(fā)電機(jī)速度值變?yōu)镻ID控制器所期望的格式，以產(chǎn)生速度系 數(shù)。
當(dāng)車輛交流發(fā)電機(jī)首次被激勵(lì)時(shí)，可以使用平穩(wěn)啟動(dòng)模塊410， 以緩慢地使交流發(fā)電機(jī)占空比攀升至它的運(yùn)行水平。
如圖4所示，占空比控制模塊406通過開啟和關(guān)閉切換電路(例 如FET)控制經(jīng)過交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的電流。如果電壓調(diào)節(jié)信號(hào) (AV/AVref) 416指示交流發(fā)電機(jī)電壓(AVin)高于參考電壓(AVref)， 則關(guān)閉切換電路(例如FET)以減少交流發(fā)電機(jī)占空比從而減少交流 發(fā)電機(jī)電壓。否則，如果交流發(fā)電機(jī)電壓(AVin)小于參考電壓(AVref)， 則占空比控制模塊406比較交流發(fā)電機(jī)的當(dāng)前占空比和最大系統(tǒng)占空 比414。如果交流發(fā)電機(jī)占空比大于最大系統(tǒng)占空比414，則關(guān)閉切換 電路(例如FET)以減小交流發(fā)電機(jī)占空比。
如果交流發(fā)電機(jī)占空比并沒有超過最大系統(tǒng)占空比414，則占空 比控制模塊406也可以確定交流發(fā)電機(jī)占空比的變化率(A%)是否 超過預(yù)定限制。這有助于保證占空比不會(huì)增加得過快，例如當(dāng)交流發(fā) 電機(jī)有顯著增加的負(fù)載(例如加熱座被開啟)時(shí)。只有所有這些條件 都滿足時(shí)，占空比控制模塊406才會(huì)開啟切換電路(例如FET)以增 大交流發(fā)電機(jī)占空比。以此模式，占空比控制模塊防止系統(tǒng)受到熱損 傷，同時(shí)使交流發(fā)電機(jī)的輸出能力在任何運(yùn)行條件下都最大化。
圖6是示出了用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出最大化的系統(tǒng)(如圖5示出的系統(tǒng))的示例運(yùn)行的定時(shí)圖。所述定時(shí)圖示出了占空比控制 的動(dòng)態(tài)特性，其結(jié)果尤其是在輕和中等負(fù)載時(shí)產(chǎn)生非周期占空比。該 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)與典型的固定頻率調(diào)節(jié)器(其使用中間占空比控制寄存器改 變占空比率)有所不同。
本發(fā)明可以以其它特殊形式實(shí)施，而不脫離其精神或本質(zhì)特征。 所述實(shí)施例在所有方面均應(yīng)被認(rèn)為僅作為示例并且無局限性。因此本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而非前面的描述所限定。在權(quán)利要求的等同物 的意義和范圍內(nèi)進(jìn)行的所有變化都包括在其范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于車輛交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括用于測(cè)量第一溫度的第一溫度傳感器；用于測(cè)量第二溫度的第二溫度傳感器；第一溫度模塊，將第一溫度與第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差；所述第一溫度模塊至少部分基于所述第一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考；第二溫度模塊，將第二溫度與第二溫度參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差；所述第二溫度模塊至少部分基于所述第二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考；占空比選擇模塊，選擇第一占空比參考和第二占空比參考中較小的一個(gè)作為最大系統(tǒng)占空比；以及占空比控制模塊，至少部分基于所述最大系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)以超過所述最大系統(tǒng)占空比的占空比運(yùn)行。
2. 如權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中在關(guān)于車輛交流發(fā)電機(jī)的位置 測(cè)量第一溫度和第二溫度中的至少一個(gè)。
3. 如權(quán)利要求2的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度傳感器被放置用于測(cè) 量車輛交流發(fā)電機(jī)的定子繞組附近的周圍溫度。
4. 如權(quán)利要求3的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度參考在約125°C和 約130。C之間。
5. 如權(quán)利要求2的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度傳感器和第二溫度傳 感器中至少一個(gè)被放置用于測(cè)量車輛交流發(fā)電機(jī)的整流器二極管附近 的周圍溫度。
6. 如權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中關(guān)于控制車輛交流發(fā)電機(jī)的處 理設(shè)備來測(cè)量第一溫度。
7. 如權(quán)利要求6的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度參考為約240。C。
8. 如權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度模塊根據(jù)第一溫度誤 差和交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行速度計(jì)算第一占空比參考，第二溫度模塊根據(jù) 第二溫度誤差和交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行速度計(jì)算第二占空比參考。
9. 如權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中使用多路比例積分微分(PID)控制器實(shí)現(xiàn)所述第一溫度模塊和所述第二溫度模塊。
10. 如權(quán)利要求l的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中 第一溫度模塊包括第一比較元件，將第一溫度與第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差；和第一PID控制器，根據(jù)第 一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考；以及第二溫度模塊包括第二比較元件，將第二溫度與第二溫度 參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差；和第二PID控制器，根據(jù)第 二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考。
11. 如權(quán)利要求l的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中.-所述占空比控制模塊接收指示交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓的電壓信號(hào)和電壓參考，并將電壓信號(hào)與電壓參考進(jìn)行比較以確定電壓 誤差；所述占空比控制模塊基于最大系統(tǒng)占空比和電壓誤差調(diào)節(jié)車 輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便車輛交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生等于電壓 參考的輸出電壓所必需的占空比運(yùn)行，只要該占空比小于所述最 大系統(tǒng)占空比。
12. 如權(quán)利要求l的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述占空比控制模塊通過開 啟和關(guān)閉切換電路來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，所述切換電路 與交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組串聯(lián)耦合。
13. 如權(quán)利要求12的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述切換電路包括場(chǎng)效應(yīng)晶 體管(FET)。
14. 如權(quán)利要求l的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述占空比控制模塊產(chǎn)生控 制信號(hào)以調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，并且由時(shí)鐘信號(hào)對(duì)控制信 號(hào)進(jìn)行采樣，所述時(shí)鐘信號(hào)與車輛交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行頻率成比例。
15. 如權(quán)利要求14的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中車輛交流發(fā)電機(jī)的占空比為 100ms，并且所述時(shí)鐘信號(hào)每lms包括一時(shí)鐘脈沖。
16. 如權(quán)利要求1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中使用單個(gè)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)全部 所述第一溫度模塊、所述第二溫度模塊、所述占空比選擇模塊和所述 占空比控制模塊。
17. 如權(quán)利要求l的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述占空比控制模塊還調(diào)節(jié) 車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)的占空比以超 過預(yù)定最大速率的速率增加。
18. —種用于最大化車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的方法，包括在車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的第一位置測(cè)量第一溫度； 在車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的第二位置測(cè)量第二溫度； 將第一溫度和第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差； 至少部分基于所述第一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考； 將第二溫度與第二溫度參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差； 至少部分基于所述第二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考； 選擇第一占空比參考和第二占空比參考中較小的一個(gè)作為最大系 統(tǒng)占空比；以及至少部分基于所述最大系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)以超過所述最大系統(tǒng)占空比的占空比 運(yùn)行。
19. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中在車輛交流發(fā)電機(jī)的定子繞 組的附近測(cè)量第一溫度。
20. 如權(quán)利要求19的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度參考在約125°C 和約130。C之間。
21. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中在車輛交流發(fā)電機(jī)的整流器 二極管附近測(cè)量第一溫度。
22. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中關(guān)于控制車輛交流發(fā)電機(jī)的 處理設(shè)備來測(cè)量第一溫度。
23. 如權(quán)利要求22的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中第一溫度參考為約240。C。
24. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中根據(jù)第一溫度誤差和交流發(fā) 電機(jī)的運(yùn)行速度計(jì)算第一占空比參考，并根據(jù)第二溫度誤差和交流發(fā) 電機(jī)的運(yùn)行速度計(jì)算第二占空比參考。
25. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 接收指示交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓的電壓信號(hào)；將電壓信號(hào)與電壓參考進(jìn)行比較以確定電壓誤差；其中基于最大系統(tǒng)占空比和電壓誤差調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 電流，以便車輛交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生等于電壓參考的輸出電壓所必需的 占空比運(yùn)行，只要該占空比小于所述最大系統(tǒng)占空比。
26. 如權(quán)利要求18的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中進(jìn)一步調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī) 的勵(lì)磁電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)的占空比以超過預(yù)定最大速率 的速率增加。
27. —種車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括 在車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的第一位置測(cè)量第一溫度的裝置； 在車輛交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的第二位置測(cè)量第二溫度的裝置； 將第一溫度和第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差的裝置；至少部分基于所述第一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考的裝置； 將第二溫度與第二溫度參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差的裝置；至少部分基于所述第二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考的裝置； 選擇第一占空比參考和第二占空比參考中較小的一個(gè)作為最大系統(tǒng)占空比的裝置；以及至少部分基于所述最大系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便防止車輛交流發(fā)電機(jī)以超過所述最大系統(tǒng)占空比的占空比運(yùn)行的裝置。
28. 如權(quán)利要求27的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括-接收指示交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓的電壓信號(hào)的裝置；以及 將電壓信號(hào)與電壓參考進(jìn)行比較以確定電壓誤差的裝置 ， 其中基于最大系統(tǒng)占空比和電壓誤差調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以便車輛交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生等于電壓參考的輸出電壓所必需的 占空比運(yùn)行，只要該占空比小于所述最大系統(tǒng)占空比。
全文摘要
用于使車輛交流發(fā)電機(jī)的輸出在其整個(gè)運(yùn)行溫度范圍最大化的系統(tǒng)和方法包括用于測(cè)量第一溫度的第一溫度傳感器和用于測(cè)量第二溫度的第二溫度傳感器。第一溫度模塊將第一溫度與第一溫度參考進(jìn)行比較以確定第一溫度誤差，并基于所述第一溫度誤差計(jì)算第一占空比參考。第二溫度模塊將第二溫度與第二溫度參考進(jìn)行比較以確定第二溫度誤差，并基于所述第二溫度誤差計(jì)算第二占空比參考。占空比選擇模塊選擇第一占空比參考和第二占空比參考中較小的一個(gè)作為最大系統(tǒng)占空比。占空比控制模塊基于所述最大系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)車輛交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。
文檔編號(hào)H02H7/06GK101490921SQ200780027663
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者托馬斯·詹姆斯·格拉格, 謝爾蓋·F·科洛梅塞夫 申請(qǐng)人:Rt專利有限公司