專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制車(chē)輛中產(chǎn)生的電力的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制車(chē)輛中產(chǎn)生的電力的設(shè)備，具體地，涉及控 制來(lái)自安裝于諸如客車(chē)和卡車(chē)等車(chē)輛中的發(fā)電機(jī)的輸出電壓的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在車(chē)輛中，當(dāng)安裝于車(chē)輛中的電力負(fù)荷突然增加而引起所產(chǎn)生的電力
i^il增加時(shí)，會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)失速或振動(dòng)，因此，發(fā)電機(jī)的扭矩增大。
為了防止這種問(wèn)題，日本專(zhuān)利公開(kāi)公布第2006-121869號(hào)公開(kāi)了一種 具有所謂漸i^W^控制功能的電力產(chǎn)生控制設(shè)備。所述漸，>^控制功能 將勵(lì)磁電流的增加速率的最大值限制為預(yù)定值或低于該預(yù)定值。
為了實(shí)現(xiàn)漸，磁控制功能，勵(lì)磁將受制于占空比控制。需要計(jì)算勵(lì) 磁驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)占空比(duty)的平均值(以下稱(chēng)作"FDUTY")，然后 將其存儲(chǔ)為漸進(jìn)勵(lì)磁的值(以下稱(chēng)作"存儲(chǔ)占空比，，)。需要控制FDUTY 以便使FDUTY不超過(guò)所述存儲(chǔ)占空比。在此情況下，勵(lì)磁電流的增加速 率的最大值由存儲(chǔ)占空比的增加速率來(lái)確定。在上述傳統(tǒng)的電力產(chǎn)生控制 設(shè)備中，勵(lì)磁電流的增加速率的最大值依據(jù)車(chē)輛的狀況而改變，并且將施 加電力負(fù)荷時(shí)的電力產(chǎn)生的增加速率:&定為最佳值。
在日本專(zhuān)利公開(kāi)公布第2006-121869號(hào)中公開(kāi)的電力產(chǎn)生控制裝置 中，能夠改變勵(lì)磁電流的增加速率的最大值。但是，存儲(chǔ)占空比的減少速 率卻是恒定的。在實(shí)際車(chē)輛中，在怠速期間會(huì)產(chǎn)生由比較小的、周期性作 用的電力負(fù)荷的干擾和波動(dòng)所引起的搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，當(dāng)漸i^^力磁控制功 能起作用且存儲(chǔ)占空比的減少速率高時(shí)，存儲(chǔ)占空比總是將增長(zhǎng)抑制在 FDUTY中。因此，電壓波動(dòng)依據(jù)所述搖擺轉(zhuǎn)動(dòng)和電力負(fù)荷中的波動(dòng)而增 大。產(chǎn)生諸如燈具增亮和變暗等不利影響。另一方面，當(dāng)存儲(chǔ)占空比的減 少速率低時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生這樣的問(wèn)題。但是，當(dāng)在斷開(kāi)電力負(fù)荷的連接后 所產(chǎn)生的電力量降低之后立即再次引入電力負(fù)荷時(shí)，存儲(chǔ)占空比還沒(méi)有減 小。因此，在沒(méi)有漸，磁控制操作的情況下，產(chǎn)生的電力量會(huì)突然增加。
因此，就會(huì)產(chǎn)生諸如發(fā)電機(jī)扭矩急劇增大且怠速轉(zhuǎn)速降低等問(wèn)題。這樣， 漸i^^^控制功能受到車(chē)輛的電力負(fù)荷狀態(tài)(即電力負(fù)荷量的改變)的不 利影響，導(dǎo)致電壓波動(dòng)和旋轉(zhuǎn)減少。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明以解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制電 力產(chǎn)生的設(shè)備，所述設(shè)備能夠在漸ii^力磁控制過(guò)程中減小電壓波動(dòng)和旋轉(zhuǎn) 減少。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的設(shè)備控制發(fā)電機(jī)中的被間歇驅(qū)動(dòng)的勵(lì)磁
繞組的占空因數(shù)(duty cycle),并將發(fā)電機(jī)的輸出電壓控制為預(yù)定值。所 述設(shè)備包括電力產(chǎn)生控制電路，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓小于預(yù)定值時(shí)，電力 產(chǎn)生控制電路逐漸增加漸i^磁占空比的值并逐漸增加勵(lì)磁電流。所述漸
限制值(即，該限制值表示用于增加和減少勵(lì)>^繞組的占空比的最大容許 速率)。另一方面，當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓大于或等于預(yù)定值時(shí)，電力產(chǎn)生 控制電路減少勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的值并減少勵(lì)磁電流。電力產(chǎn)生控制電路具 有改變漸，磁占空比的值減少的速率的減少速率改變裝置。由此，能夠
的速率。能夠總是執(zhí)行最佳的漸，磁控制。能夠防止怠速期間的發(fā)電機(jī) 和電池的電壓波動(dòng)、以及怠速期間的發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)減少。
用于控制電力產(chǎn)生的設(shè)備優(yōu)選安裝在發(fā)電機(jī)上，并基于從外部控制設(shè) ^^發(fā)送的信號(hào)利用減少速率改變裝置來(lái)進(jìn)行減少速率的改變。由此，電力 負(fù)荷量和車(chē)輛狀況能夠容易地反映在漸，磁控制中。
上述電力產(chǎn)生控制電路優(yōu)選具有改變漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值增加的速率 的增加速率改變裝置。用于控制電力產(chǎn)生的i殳備通過(guò)利用增加速率改變裝 置和減少速率改變裝置同時(shí)改變用于增加和減少方向的漸ii^磁。因此， 能夠顯著提高漸iW&磁控制功能的特性。
當(dāng)車(chē)輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)狀態(tài)結(jié)束且該車(chē)輛處于低怠速狀態(tài)時(shí)，漸進(jìn) 勵(lì)磁占空比的值減少的速率優(yōu)選由減少速率改變裝置設(shè)定為高。通過(guò)增加 低怠速狀態(tài)下的漸，磁占空比的減少速率，能夠?qū)u，磁占空比保持 在低值。由此，能夠防止施加電力負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)減少。當(dāng)施加間歇使用的電力負(fù)荷時(shí)，漸⑩磁占空比的值減少的速率優(yōu)選
由減少速率改變裝置設(shè)定為低。由此，能夠?qū)㈦娏ω?fù)荷的間歇^Mt期間可
以保持高的漸i^磁占空比的值。由此，能夠抑制間歇操作期間的電壓波 動(dòng)。
當(dāng)斷開(kāi)電力負(fù)荷時(shí)，漸,磁占空比的值減少的速率優(yōu)選由所述減少 速率改變裝置設(shè)定為高。由此，漸，磁占空比的值能夠快速減少。能夠
立即執(zhí)行施加電力負(fù)荷時(shí)的漸i^r磁控制。
漸⑩磁占空比的值減少的速率優(yōu)選由減少速率改變裝置依據(jù)發(fā)電機(jī) 的類(lèi)型來(lái)改變。由此，能夠^i據(jù)發(fā)電機(jī)的扭矩特性和勵(lì)磁電流的衰減特性 來(lái)設(shè)定漸，磁占空比的減少速率。能夠執(zhí)行最佳漸⑩磁控制。
漸⑩磁占空比的值減少的速率優(yōu)選由減少速率改變裝置依據(jù)車(chē)輛的 發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改變。由此，能夠依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性以及與由慣性扭矩等的 差異所引起的外部千擾有關(guān)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)特性來(lái)設(shè)定最佳的漸進(jìn)勵(lì)磁占空 比的減少速率。發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和電池的電壓波動(dòng)能夠依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi) 型得以減輕。
當(dāng)安^t車(chē)輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速速JJL生波動(dòng)時(shí)，漸ii^力磁占空比的 值減少的速率優(yōu)選由所述減少速率改變裝置設(shè)定為高。通過(guò)在怠速速度不 穩(wěn)定時(shí)增大漸ii^磁占空比的減少速率，能夠抑制發(fā)電機(jī)扭矩的波動(dòng)。發(fā) 動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)得以抑制。
情況下設(shè)定。由此，能夠獲得簡(jiǎn)單的電路構(gòu)ii，;能夠降低成本。
上述漸ii^磁占空比的值減少的速率優(yōu)選依據(jù)漸，磁占空比的值與 勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的值之間的偏差來(lái)設(shè)定。由此，能夠使?jié)uii^力磁占空比減 少的行為與實(shí)際的勵(lì)磁電流的衰減特性相似。能夠顯著抑制斷開(kāi)電力負(fù)荷 時(shí)勵(lì)磁電流的突然增加。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車(chē)輛電力產(chǎn)生控制器的框圖2是示出由用于控制車(chē)輛的電力產(chǎn)生的設(shè)備所執(zhí)行的操作的流程
圖3是示出由電子控制單元(ECU)執(zhí)行的操作的流程圖； 圖4是示出當(dāng)未執(zhí)行間歇負(fù)荷操作時(shí)的操作時(shí)序圖；以及 圖5是示出當(dāng)執(zhí)行間歇負(fù)荷操作時(shí)的操作時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照?qǐng)Dl到圖5描述本發(fā)明的車(chē)輛電力產(chǎn)生控制器的實(shí)施例。
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電力產(chǎn)生控制器的構(gòu)造圖。示出了 電力產(chǎn)生控制器與發(fā)電機(jī)、電池以及電子控制單元(ECU)之間的連接。 本實(shí)施例的發(fā)電機(jī)安裝于車(chē)輛內(nèi)并產(chǎn)生車(chē)輛中所要消耗的所需電力。
在圖1中，使用電力產(chǎn)生控制器2將位于發(fā)電機(jī)1的輸出端(稱(chēng)作B 端)的電壓(發(fā)電機(jī)輸出電壓VB)限制為預(yù)定的穩(wěn)定電壓設(shè)定值(例如 14V)。除了 B端外，電力產(chǎn)生控制器2還包括通信端(稱(chēng)作C端)和接 地端(稱(chēng)作E端)。B端經(jīng)由預(yù)定的充電線與電池3以及車(chē)內(nèi)的各種電力 負(fù)荷相連接。C端與用作外部控制設(shè)備的電子控制單元(ECU) 5相連接。 E端與發(fā)電機(jī)1的機(jī)架相連接。在圖1中，車(chē)輛電力產(chǎn)生控制器2與車(chē)輛 發(fā)電機(jī)l并列示出。但是實(shí)際上，電力產(chǎn)生控制器2是設(shè)置在發(fā)電機(jī)1內(nèi) 的。
發(fā)電機(jī)1包括三相的定子繞組101、勵(lì)磁繞組102以及整流電路103。 定子繞組101包括在定子中。勵(lì)磁繞組102包括在轉(zhuǎn)子中。設(shè)置整流電路 103用以對(duì)來(lái)自定子繞組101的三相輸出執(zhí)行全波整流。來(lái)自發(fā)電機(jī)1的 輸出電壓由相應(yīng)地間歇控制勵(lì)磁繞組102的充電的電力產(chǎn)生控制器2控制。
接下來(lái)將描述電力產(chǎn)生控制器2的詳細(xì)構(gòu)造和操作。如圖1所示，電 力產(chǎn)生控制器2包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET ) 201、環(huán)流二極管(circulating diode) 202、電力產(chǎn)生控制電路205、旋轉(zhuǎn) 檢測(cè)電路206、通信控制電路207以及電源電路208。
金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201與勵(lì)磁繞組102串 聯(lián)。當(dāng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201接通時(shí)，勵(lì)磁電 流將流到勵(lì)磁繞組102。環(huán)流二極管202與勵(lì)磁繞組102并聯(lián)。當(dāng)金屬氧 化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201斷開(kāi)時(shí)，環(huán)流二極管202佳遞 磁電流循環(huán)。
電力產(chǎn)生控制電路205利用勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY間歇地控制金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201。為了執(zhí)^fii^磁控制， 電力產(chǎn)生控制電路205設(shè)定限制勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY的漸i^^力磁占空 比"J一DUTY"。
旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206監(jiān)控定子繞組101的任何相位處的相電壓，從而檢 測(cè)發(fā)電機(jī)1的旋轉(zhuǎn)頻率。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206輸出與檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)頻率相對(duì) 應(yīng)的電壓。通信控制電路207對(duì)經(jīng)由C端傳送到電子控制單元(ECU) 5 或從電子控制單元(ECU) 5接收到的各種信號(hào)執(zhí)行通信控制。電源電路 208產(chǎn)生預(yù)定的工作電壓。上述電力產(chǎn)生控制電路205與減少速率改變裝 置和增加速率改變裝置對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本實(shí)施例的電力產(chǎn)生控制器2如以上所述地構(gòu)造。接下來(lái)將描述 電力產(chǎn)生控制器2的控制^Mt。
電力產(chǎn)生控制器2的操作
圖2是示出由電力產(chǎn)生控制器2所執(zhí)行的操作的i;^圖。當(dāng)接通點(diǎn)火 開(kāi)關(guān)(未示出)時(shí)，從電子控制單元(ECU) 5向電力產(chǎn)生控制器2的C 端傳送串行通信信號(hào)。電力產(chǎn)生控制器2中的通信控制電路207監(jiān)控C端 并判斷是否接收到通信信號(hào)(步驟IOO)。當(dāng)未接收到任何通信信號(hào)時(shí)，通 信控制電路207判斷為"否"。重復(fù)此判斷操作。當(dāng)從電子控制單元(ECU) 5傳送的通信信號(hào)經(jīng)由C端^L接收到時(shí)，在步驟207處的判斷為"是"。通 信控制電路207向電源電路208輸入電源接通信號(hào)(步驟101 )。根據(jù)所輸 入的電源接通信號(hào)，電源電路208開(kāi)始產(chǎn)生將被供應(yīng)到各部件的工作電壓。 由此，整個(gè)電力產(chǎn)生控制器2啟動(dòng)預(yù)定的電力產(chǎn)生控制操作。
然后，電力產(chǎn)生控制電路205基于從電子控制單元(ECU) 5發(fā)送的 通信信號(hào)來(lái)設(shè)定漸，磁占空比增加速率T2和漸^l&磁占空比減少速率 Tl的相應(yīng)值(步驟102 )。漸進(jìn)勵(lì)磁占空比增加速率T2 M定用于控制勵(lì) 磁電流的增加速率的漸,磁占空比的增加速率的值。漸，磁占空比減 少速率Tl A^定漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的減少速率的值。電子控制單元(ECU) 5以可變方式設(shè)定漸，磁占空比增加速率T2和漸iS^力磁占空比減少速 率Tl的相應(yīng)值(以下將詳細(xì)描述)。
然后，電力產(chǎn)生控制電路205利用由電阻器203和204構(gòu)成的分壓電 路iM^測(cè)發(fā)電機(jī)輸出電壓VB (步驟S103 )。電力產(chǎn)生控制電路205基于包
括在從電子控制單元(ECU) 5發(fā)送的通信信號(hào)中的穩(wěn)定電壓Vreg以M 步驟103中檢測(cè)到的發(fā)電機(jī)輸出電壓VB來(lái)計(jì)算電壓控制占空比D_DUTY (步驟104 )。電壓控制占空比D一DUTY是用于為了發(fā)電機(jī)輸出電壓VB 控制為靜態(tài)的穩(wěn)定電壓Vreg通過(guò)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管
調(diào)制[PWM控制)的驅(qū)動(dòng)占空比。具體地，電壓控制占空比D一DUTY用 以下表達(dá)式計(jì)算。
<formula>formula see original document page 10</formula>
在此表達(dá)式中，Kl、 K2和K3是預(yù)定的常數(shù)。At是計(jì)算電壓控制占 空比D_DUTY的時(shí)間間隔。AVB AiL電機(jī)渝出電壓VB在At中的變化 量。表達(dá)式(1)右側(cè)的第一項(xiàng)表示與發(fā)電機(jī)輸出電壓VB和穩(wěn)定電壓Vreg 之間的差值成比例的值。右側(cè)的第二項(xiàng)是與發(fā)電機(jī)輸出電壓VB的每單位 時(shí)間的變化量成比例的值。右側(cè)的第三項(xiàng)是與發(fā)電機(jī)輸出電壓VB和穩(wěn)定 電壓Vreg之間的差值的累加值成比例的值。
然后，電力產(chǎn)生控制電路205利用以下表達(dá)式計(jì)算漸進(jìn)勵(lì)磁占空比 J_DUTY (步驟S105 )。漸ii^磁占空比J一DUTY是限制勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比 FDUTY的值，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY是間歇控制金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201以抑制勵(lì)磁電流的突然改變的驅(qū)動(dòng)占空比。
在靜態(tài)下，
<formula>formula see original document page 10</formula>
在此表達(dá)式中，a一DUTY是容許勵(lì)磁電流改變的FDUTY的變化量。 例如，當(dāng)a_DUTY被設(shè)定為10 %時(shí)，在FDUTY的變化為10 %或低于10 %的情況下，漸ii^Wt控制不工作。在電力負(fù)荷量和發(fā)電機(jī)l的發(fā)電量不 改變的靜態(tài)情況下，F(xiàn)DUTY不會(huì)突然改變。因此，表達(dá)式(2)表示將此 時(shí)的FDUTY和所述a—DUTY的和的值設(shè)定為漸進(jìn)j力磁占空比J—DUTY.
在過(guò)渡狀態(tài)下，
1)當(dāng)JDUTY > FDUTY+a_DUTY時(shí)，
<formula>formula see original document page 10</formula>
此狀態(tài)相當(dāng)于當(dāng)斷開(kāi)大電力負(fù)荷時(shí)。FDUTY突然減少(具體地，使 得變化量為a一DUTY或更多)。因此，F(xiàn)DUTY和a一DUTY的和的值變?yōu)?br> 小于利用表達(dá)式(2)設(shè)定的漸進(jìn)勵(lì)磁占空比J一DUTY。在這種情況下， 利用表達(dá)式(3)來(lái)設(shè)定新的漸iW&磁占空比J—DUTY。
2 )當(dāng)J_DUTY < FDUTY+ct_DUTY時(shí)，
J_DUTY=J—DUTY+T2 <4)
此狀態(tài)相當(dāng)于當(dāng)施加大電力負(fù)荷時(shí)。FDUTY突然增加(具體地，使 得變化量為a一DUTY或更多)。因此，F(xiàn)DUTY和a一DUTY的和的值變?yōu)?大于利用表達(dá)式(3)設(shè)定的漸⑩磁占空比J—DUTY。在這種情況下， 利用表達(dá)式(4)來(lái)設(shè)定新的漸，磁占空比J一DUTY。
然后，電力產(chǎn)生控制電路205利用以下表達(dá)式計(jì)算勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比 FDUTY (步驟106 )。
FDUTY MIN(D_DUTY,J一DUTY) (5)
在此表達(dá)式中，MIN (A， B )是在A和B之間選擇較小值的函數(shù)。通 過(guò)使用表達(dá)式(5 )，電壓控制占空比D一DUTY和漸ii^磁占空比J一DUTY 之間的較小的一個(gè)被設(shè)定為勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY。
然后，電力產(chǎn)生控制電路205通過(guò)間歇控制來(lái)激勵(lì)金屬氧化物半導(dǎo)體 場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET )201以獲得勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY(步驟107 )。 在靜態(tài)下，J_DUTY = FDUTY+a_DUTY并且D—DUTY = FDUTY。因此， 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201由電壓控制占空比D-一DUTY所驅(qū)動(dòng)。因此，在靜態(tài)下，勵(lì)磁電流值由固定周期的脈沖寬度調(diào) 制(PWM)控制來(lái)控制，使得發(fā)電機(jī)輸出電壓VB變?yōu)榉€(wěn)定電壓Vreg。
即使當(dāng)指示電源接通的通信信號(hào)未從電子控制單元(ECU) 5發(fā)送時(shí)， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，定子繞組101的相電壓由剩余磁通產(chǎn)生。然后，旋轉(zhuǎn)檢 測(cè)電路206A檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的開(kāi)始。電力產(chǎn)生控制電路205對(duì)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206 是否檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)的開(kāi)始(即旋轉(zhuǎn)的上升邊)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)檢測(cè)到上升邊時(shí)， 步驟100處的判斷為"是"。電力產(chǎn)生控制電路205向電源電路208輸入電 源接通信號(hào)(步驟101 )。這樣，即使當(dāng)通信信號(hào)沒(méi)有被接收到時(shí)，當(dāng)旋轉(zhuǎn) 開(kāi)始時(shí)，整個(gè)電力產(chǎn)生控制器2也會(huì)啟動(dòng)預(yù)定的電力產(chǎn)生控制^Mt。
電力產(chǎn)生控制電路205還判斷通信信號(hào)沒(méi)有被發(fā)送的狀態(tài)是否已持續(xù) 了預(yù)定的時(shí)間設(shè)定量或更長(zhǎng)時(shí)間，以及判斷發(fā)電機(jī)1是否未旋轉(zhuǎn)(步驟 108)。在諸如此類(lèi)的狀態(tài)下，電力產(chǎn)生控制電路205判斷為"是"并停止
由電源電路208產(chǎn)生工作電壓。由此，由電力產(chǎn)生控制器2執(zhí)行的一系列 電力產(chǎn)生控制操作就此完成。
圖3是示出由電子控制單元(ECU) 5執(zhí)行的操作的流程圖。電子控 制單元(ECU) 5接收與諸如車(chē)輛速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等行駛狀態(tài)相關(guān)的信 息(例如vMdUL傳感器接收)，并接收與諸如包括例如發(fā)電機(jī)l的工作速率 (勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY)的電力產(chǎn)生狀態(tài)、電力負(fù)荷狀態(tài)以及電池3 的充電狀態(tài)等電源系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)的信號(hào)(步驟200)。
然后，電子控制單元(ECU )5判斷車(chē)輛是否處于怠速狀態(tài)(步驟201 )。 當(dāng)車(chē)輛不是處于怠速狀態(tài)時(shí)，電子控制單元(ECU)5判斷為"否"。然后， 電子控制單元(ECU) 5設(shè)定最大值作為漸 磁占空比增加速率T2和 漸ii^磁占空比減少速率Tl的相應(yīng)值(步驟202 )。電子控制單元(ECU ) 5將所述最大值設(shè)定為接，磁電流的改變速率的值，例如0.2秒/100 % . 然后，電子控制單元(ECU) 5向電力產(chǎn)生控制器2傳送漸ii^力磁占空比 增加速率T2和漸，磁占空比減少速率Tl (步驟209 )。因此，漸iW磁 控制在除了怠速以外的行駛狀態(tài)中變?yōu)闊o(wú)效。驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁電流的金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS-FET) 201的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制變 為等同于電壓控制。
同時(shí)，在除了怠速以外的狀態(tài)期間，步驟201處的判斷為"是"。然后 電子控制單元(ECU) 5判斷怠速速M(fèi)否低于600轉(zhuǎn)/分(步驟203 )。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)狀態(tài)完成時(shí)，電池3的充電狀態(tài)良好，電力負(fù)荷小，并且 發(fā)電機(jī)1的工作速率低，怠ilii度變?yōu)榈陀?00轉(zhuǎn)/刺例如550轉(zhuǎn)/分). 在這種情況下，電子控制單元(ECU) 5在步驟203處判斷為"是"。然后， 電子控制單元(ECU) 5判斷是否執(zhí)行了間歇負(fù)荷操作(電力負(fù)荷的間歇 操作)(步驟204)。當(dāng)間歇負(fù)荷操作未被執(zhí)行時(shí)，電子控制單元(ECU)5 判斷為"否"。然后，電子控制單元(ECU) 5分別地將漸iia磁占空比增 加速率T2設(shè)定為小值(例如15秒/100% )、將漸 *磁占空比減少速率 Tl設(shè)定為大值(例如0.4秒/100 % X步驟205 X然后，電子控制單元(ECU) 5向電力產(chǎn)生控制器2傳送漸ii^力磁占空比增加速率T2和漸⑩磁占空比 減少速率T1 (步驟209)。
圖4是當(dāng)未執(zhí)行間歇負(fù)荷操作時(shí)的操作時(shí)序圖。如圖4所示，當(dāng)施加 電力負(fù)荷時(shí)，勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY的增加速率降低。勵(lì)磁電流的增加 速率也降低。因此，發(fā)電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)扭矩的增加速率也降低，從而能夠抑 制發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)的減少。
當(dāng)?shù)∷偎俣葹?00轉(zhuǎn)/分或更高時(shí)，在步驟203處的判斷為"否"。然 后，電子控制單元(ECU) 5判斷是否已發(fā)生旋轉(zhuǎn)波動(dòng)(步驟206 )。例如， 當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間量期間發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)頻率的波動(dòng)為100轉(zhuǎn)/分或更高時(shí)，在 可能發(fā)生歸因于發(fā)電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)扭矩波動(dòng)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)的假設(shè)下，在步驟206 處的判斷為"是"。在這種情況下，電子控制單元(ECU) 5轉(zhuǎn)入到步驟 204，判斷間歇負(fù)荷操作是否被執(zhí)行。當(dāng)沒(méi)有在執(zhí)行間歇負(fù)荷操作時(shí)，漸進(jìn) 勵(lì)磁占空比增加速率T2被設(shè)定為小值，且漸，磁占空比減少速率Tl被 設(shè)定為大值。因此，發(fā)電機(jī)l的驅(qū)動(dòng)扭矩的波動(dòng)得以抑制。
當(dāng)不發(fā)生旋轉(zhuǎn)波動(dòng)時(shí)，在步驟206處的判斷為"否"。然后，電子控制 單元(ECU) 5判斷是否剛斷開(kāi)電力負(fù)荷(步驟207)。如果電力負(fù)荷剛被 斷開(kāi)，則電子控制單元(ECU) 5判斷為"是"。電子控制單元(ECU)5 轉(zhuǎn)到步驟204，判斷是否執(zhí)行了間歇負(fù)荷操作。當(dāng)間歇負(fù)荷操作被執(zhí)行時(shí)， 漸i^磁占空比增加速率T2被設(shè)定為小值，且漸ii^磁占空比減少速率 Tl被設(shè)定為大值。因此，取決于去除負(fù)荷之后勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY的 減少，漸ii^力磁占空比以FDUTY+a—DUTY快速收斂。由此，即4吏當(dāng)施加 電力負(fù)荷時(shí)，也能夠確實(shí)地繼續(xù)漸，磁控制。
當(dāng)負(fù)荷還沒(méi)有被去除且在步驟207處的判斷為"否"時(shí)，或者當(dāng)間歇 負(fù)荷操作未被執(zhí)行且在步驟204處的判定為"是"時(shí)，電子控制單元(ECU) 5將漸ii^磁占空比增加速率T2設(shè)定為大值(例如5秒/100 % )，并將漸 ，磁占空比減少速率Tl設(shè)定為小值(例如1.2秒/100% )(步驟208)。 然后，電子控制單元(ECU) 5向電力產(chǎn)生控制器2傳送所述漸,磁占 空比增加速率T2和漸ii^磁占空比減少速率Tl (步驟209 )。
圖5是示出當(dāng)執(zhí)行間歇負(fù)荷操作時(shí)的操作時(shí)序圖。如圖5所示，當(dāng)在 間歇負(fù)荷操作期間斷開(kāi)電力負(fù)荷時(shí)，漸，磁占空比的減少變得緩慢。處 于接下來(lái)的電力負(fù)荷的作用正時(shí)的短時(shí)間量?jī)?nèi)的勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比FDUTY 的增加量增大。因此，勵(lì)磁電流的增加量增大，并能夠抑制電池電壓的降 低。由此，能夠抑制在間歇負(fù)荷操作期間的周期性電壓波動(dòng)，并能夠防止 諸如燈具增亮和變暗等問(wèn)題。
當(dāng)符合還未被去除時(shí)，或者換言之，當(dāng)?shù)∷贂r(shí)的發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)為600轉(zhuǎn) /分或更高并且是穩(wěn)定而沒(méi)有旋轉(zhuǎn)波動(dòng)時(shí)，漸進(jìn)勵(lì)磁占空比增加速率T2
被設(shè)定為大值，且漸進(jìn)勵(lì)磁占空比減少速率Tl被設(shè)定為小值。因此，漸 進(jìn)勵(lì)磁控制能夠被執(zhí)行到既容許發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的減少量降低也容許電池電 壓的減少量降低的程度。
這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的車(chē)輛系統(tǒng)中，漸，磁占空比的值減小的速 率(表達(dá)式(3)的右側(cè)第二項(xiàng))能夠依據(jù)諸如電力負(fù)荷的作用狀態(tài)等車(chē)輛 的狀態(tài)而改變。能夠總是執(zhí)行最佳的漸，磁控制。能夠防止發(fā)電機(jī)l和 電池3中的電壓波動(dòng)以及怠速期間的發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)減少。
漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減小的速率按照從電子控制單元(ECU) 5發(fā)送 的通信信號(hào)來(lái)改變。由此，電力負(fù)荷的作用狀態(tài)和車(chē)輛的狀態(tài)能夠容易地 在漸⑩磁控制中反映出來(lái)。
電力產(chǎn)生控制電路205同時(shí)地改變漸itJ^力磁占空比的減少速率及改變 漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的增加速率(由電力產(chǎn)生控制電路205執(zhí)行的操作，對(duì)應(yīng) 于在步驟205和208中由電子控制單元5所執(zhí)行的^Mt )。由此，能顯著改 變漸ii^磁控制功能的特性。
通過(guò)在低怠速狀態(tài)中增大漸，磁占空比的減少速率，能夠?qū)u， 磁占空比保持在低值。由此，能夠抑制當(dāng)施加電力負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)M轉(zhuǎn)的減 少。能夠在間歇操作期間抑制電壓波動(dòng)。
當(dāng)施加經(jīng)間歇操作的電力負(fù)荷時(shí)將漸ii^磁占空比的值減少的速率設(shè) 定得低，此時(shí)，在電力負(fù)荷的間歇操作期間能夠保持高的漸⑩磁占空比 的值。由此，能夠抑制間歇操作期間的電壓波動(dòng)。
當(dāng)斷開(kāi)電力負(fù)荷時(shí)，將漸，磁占空比的值減少的速率設(shè)定得高，此 時(shí)，能夠快速地減少漸，磁占空比的值。由此，能夠立即執(zhí)行電力負(fù)荷 作用期間的漸，磁控制。
當(dāng)?shù)∷偎俣炔环€(wěn)定時(shí)，漸，磁占空比的值減少的速率被設(shè)定得高， 此時(shí)，能夠抑制發(fā)電機(jī)扭矩的波動(dòng)并能夠抑制發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的波動(dòng)。
通過(guò)依據(jù)漸，磁占空比的值和勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的值(表達(dá)式(3 )右 側(cè)第二項(xiàng))之間的差值來(lái)設(shè)定漸，磁占空比的值減少的速率，能夠使?jié)u ，磁占空比減少的特性與實(shí)際的勵(lì)磁電流的衰減特性相似。由此，能夠 將斷開(kāi)電力負(fù)荷時(shí)的勵(lì)磁電流的突然增加抑制到最小。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。能夠進(jìn)行落入到本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)
的各種改進(jìn)實(shí)施例。例如，能夠依據(jù)發(fā)電機(jī)l的類(lèi)型來(lái)改變漸，磁占空
比的值減少的速率。具體地，電子控制單元(ECU) 5能夠依據(jù)發(fā)電機(jī)1 的類(lèi)型以可變方式設(shè)定漸勵(lì)磁占空比增加速率T2和漸進(jìn)勵(lì)磁占空比減 少速率T1。由此，能夠依據(jù)發(fā)電機(jī)l的扭矩特性和勵(lì)磁電流的衰減特性來(lái) 設(shè)定漸，磁占空比的減少速率。能夠執(zhí)行最佳的漸進(jìn)勵(lì)磁控制。
能夠依據(jù)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改變漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率。具體地， 電子控制單元(ECU) 5能夠依據(jù)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型以可變方式設(shè)定漸進(jìn) 勵(lì)磁占空比增加速率T2的值和漸，磁占空比減少速率Tl的值。由此， 能夠依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性以及與由慣性扭矩等的差異所引起的外部干 擾有關(guān)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)特性來(lái)設(shè)定最佳的漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的減少速率。發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)波動(dòng)和電池的電壓波動(dòng)能夠依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型而被設(shè)置為最佳狀態(tài)。
根據(jù)上述實(shí)施例，如表達(dá)式(3)右側(cè)第二項(xiàng)所表示的，漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率是依據(jù)漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值和勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的值之間的偏差來(lái)設(shè)定的。但是，能夠不考慮漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值而設(shè)定所iiil 率。具體地，能夠使用以下示出的表達(dá)式(3a)替代表達(dá)式(3)。
J一DUTY-J一DUTY-T1 (3a)
由此，能夠獲得簡(jiǎn)單的電路構(gòu)造并能夠降低成本。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車(chē)輛中產(chǎn)生的電力的設(shè)備，其中，安裝于所述車(chē)輛內(nèi)的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流被間歇地供應(yīng)，且所述發(fā)電機(jī)的輸出電壓被調(diào)整為預(yù)定值，所述設(shè)備包括電力產(chǎn)生控制電路，其通過(guò)利用可變的占空因數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述勵(lì)磁繞組而控制所述勵(lì)磁電流，其中，當(dāng)所述發(fā)電機(jī)的輸出電壓小于所述預(yù)定值時(shí)，所述電力產(chǎn)生控制電路以增大方式改變所述占空因數(shù)以便增大所述勵(lì)磁電流，并且當(dāng)所述發(fā)電機(jī)的輸出電壓等于或大于所述預(yù)定值時(shí)，所述電力產(chǎn)生控制電路以減小方式改變所述占空因數(shù)以便減小所述勵(lì)磁電流；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述占空因數(shù)以基于所述車(chē)輛內(nèi)所要消耗的電力負(fù)荷量以及安裝于所述車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以增大方式和減小方式來(lái)改變所述占空因數(shù)。
2.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述控制裝置進(jìn)一步包括 增加速率改變裝置，所述增加速率改變裝置用于通過(guò)設(shè)定限制正以增加速率；減少速率改變裝置，所述減少速率改變裝置用于通過(guò)設(shè)定限制正以減 小方式改變的占空因數(shù)的漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值來(lái)改變所述占空因數(shù)的減 少速率；
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備安裝在所述發(fā)電機(jī)上，并基于從外部控制設(shè)備發(fā)送的信號(hào)來(lái) 設(shè)定所述占空因數(shù)的減少速率。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備安裝在所述發(fā)電機(jī)上，并基于從外部控制設(shè)備發(fā)送的信號(hào)來(lái) 設(shè)定所述占空因數(shù)的增加速率。 c
5. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述增加速率改變裝置和所述減少速率改變裝置同時(shí)地設(shè)定所述漸 ，磁占空比的各自的值。
6. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所^Jt動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀況處于怠速狀態(tài)時(shí)，所述漸，磁占空比的值 減少的速率由所述減少速率改變裝置來(lái)提升。
7. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當(dāng)施加車(chē)輛中所要消耗的受間歇控制的電力負(fù)荷時(shí)，所述漸⑩磁占 空比的值減少的速率由所述減少速率改變裝置來(lái)降低。
8. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當(dāng)斷開(kāi)車(chē)輛中所要消耗的電力負(fù)荷時(shí)，所述漸，磁占空比的值減少 的速率由所述減少速率改變裝置來(lái)提升。
9. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率由所述減少速率改變裝置依據(jù) 所U電機(jī)的類(lèi)型來(lái)改變。
10. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率由所述減少速率改變裝置依據(jù)安裝在所述車(chē)輛上的所iiic動(dòng)機(jī)的類(lèi)型來(lái)改變。
11. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，當(dāng)處于怠速狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)時(shí)，所述漸，磁占空比的值減 少的速率由所述減少速率改變裝置來(lái)提升。
12.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率是在不考慮所述漸進(jìn)勵(lì)磁占空 比的值的情況下設(shè)定的。
13.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，值與所述勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的值之間的差值來(lái)設(shè)定的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于控制車(chē)輛的電力產(chǎn)生的設(shè)備，該設(shè)備控制車(chē)輛發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁繞組的占空因數(shù)，并將車(chē)輛發(fā)電機(jī)的輸出電壓控制為預(yù)定值，該設(shè)備包括電力產(chǎn)生控制電路，當(dāng)車(chē)輛發(fā)電機(jī)的輸出電壓小于預(yù)定值時(shí)，該電力產(chǎn)生控制電路逐漸增加漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值并逐漸增加勵(lì)磁電流，漸進(jìn)勵(lì)磁占空比是用于增加和減少間歇控制勵(lì)磁繞組的充電的勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)占空比的限制值，在相反情況下，該電力產(chǎn)生控制電路逐漸減少漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值并逐漸減少勵(lì)磁電流。該電力產(chǎn)生控制電路改變漸進(jìn)勵(lì)磁占空比的值減少的速率。
文檔編號(hào)H02J7/16GK101364744SQ20081013496
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者前原冬樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝