專利名稱：裝備有可編程信號(hào)處理接口的交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及被設(shè)計(jì)為裝備機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)的改善的電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
在目前可用的交流發(fā)電機(jī)中，經(jīng)常在包括在交流發(fā)電機(jī)中的電壓調(diào)節(jié)器和機(jī)動(dòng)車的電子控制單元之間提供通信連接。此電子控制單元常常是所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，其專用于機(jī)動(dòng)車輛的熱機(jī)械的控制和管理，但是也可以保證交流發(fā)電機(jī)的控制和監(jiān)視。通過(guò)此通信連接，電子控制單元可以與交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器通信并且控制后者的特定運(yùn)行模式。因而，電子控制單元可以為調(diào)節(jié)器提供諸如電壓命令之類的指令，并且接收與交流發(fā)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行有關(guān)的信息作為回應(yīng)。作為回應(yīng)由調(diào)節(jié)器發(fā)送給電子控制單元的信息通常是與交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)電流有關(guān)的信息。此信息使得電子控制單元檢驗(yàn)與提供的指令有關(guān)的交流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)， 并可選地通過(guò)創(chuàng)建另外的調(diào)節(jié)環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)這些指令，該另外的調(diào)節(jié)環(huán)路添加到由調(diào)節(jié)器自身局部創(chuàng)建的調(diào)節(jié)環(huán)路。根據(jù)機(jī)動(dòng)車輛制造商，表示與交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)電流有關(guān)的、作為回應(yīng)需要的信息的信號(hào)是不同的。事實(shí)上，某些制造商需要零件制造商設(shè)計(jì)可以為電子控制單元提供脈寬調(diào)制(PWM)的信號(hào)的調(diào)節(jié)器，該P(yáng)WM信號(hào)存在于包括在調(diào)節(jié)器中的PWM調(diào)制器的輸出處。 其它制造商更喜歡具有直接表示存在于功率MOSFET晶體管(存在于該調(diào)節(jié)器中)的柵極上的信號(hào)并且為交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)線圈提供開(kāi)關(guān)電流的信號(hào)，而還有的其它制造商更喜歡電子控制單元接收直接表示交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)線圈的端子處的激勵(lì)電壓的信號(hào)。這類情況的后果是，由于零件制造商必須連續(xù)地適應(yīng)和修改它們的電路以便滿足不同的客戶的需要，因而使得零件制造商的任務(wù)更困難，并且增大了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種不具有上述缺點(diǎn)的機(jī)動(dòng)車輛交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)器包括電子調(diào)節(jié)電路，其可以產(chǎn)生被設(shè)計(jì)用于交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)線圈的激勵(lì)電流，所述激勵(lì)電流根據(jù)設(shè)定電壓和在交流發(fā)電機(jī)電連接到的機(jī)動(dòng)車的電池的端子處測(cè)量的輸出電壓之間的差產(chǎn)生；和用于產(chǎn)生表示該激勵(lì)電流的信號(hào)并且將該信號(hào)發(fā)送給機(jī)動(dòng)車的電子控制單元的裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述用于產(chǎn)生并發(fā)送的裝置包括可編程的信號(hào)處理接口，其接收表示該激勵(lì)電流的多個(gè)信號(hào)作為輸入，該接口包括用于從該多個(gè)表示信號(hào)當(dāng)中選擇表示用于向選擇的表示信號(hào)施加不同形式的處理的裝置的信號(hào)的第一裝置，和用于選擇要被施加于選擇的所述表示信號(hào)的處理的第二裝置，其中選擇的表示信號(hào)和要被施加的處理是根據(jù)編程字而選擇的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，表示激勵(lì)電流的信號(hào)是被稱為“PWM”的脈寬調(diào)制類型的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的其它具體特性，所述用于施加不同形式的處理的裝置可以包括-用于執(zhí)行限制處理后的表示信號(hào)的循環(huán)比率(cyclicalration)的處理以及允許該循環(huán)比率僅僅在預(yù)定的最小值和預(yù)定的最大值之間變化的裝置；-用于執(zhí)行對(duì)處理后的表示信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)平均值的計(jì)算的處理的裝置；-用于執(zhí)行對(duì)處理后的表示信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理的裝置；和/或-用于執(zhí)行改變處理后的表示信號(hào)的頻率的處理的裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特性，該接口是數(shù)字型的，并且包括用于表示信號(hào)的相應(yīng)轉(zhuǎn)換的具有循環(huán)比率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和具有循環(huán)比率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。根據(jù)其它方面，本發(fā)明也涉及一種包括如前所述的調(diào)節(jié)器的機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)，以及合并此類交流發(fā)電機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛。通過(guò)閱讀下面結(jié)合附圖對(duì)幾個(gè)特定實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將更加明顯。


圖1是機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)的一般框圖，包括電壓調(diào)節(jié)器，其具有根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的可編程的信號(hào)處理接口；圖2是顯示在圖1中的可編程的信號(hào)處理接口中實(shí)現(xiàn)的循環(huán)比率限制函數(shù)的曲線.
一入 ，圖3示出了包括在圖1中的接口中的平均值電路的實(shí)施例；圖如和4b示出了包括在圖1的接口中的平均值電路的兩個(gè)特定實(shí)施例的頻譜響應(yīng)；禾口圖6a到6d示出了包括在圖1中的接口中的低通濾波電路的四個(gè)特定實(shí)施例的頻譜響應(yīng)。
具體實(shí)施例方式參考圖1，現(xiàn)在提供包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)ME、整流器電橋REC和電壓調(diào)節(jié)器1的交流發(fā)電機(jī)ALT的描述。電機(jī)ME例如是三相類型的，并且包括連接到整流器電橋REC的相應(yīng)分支(未示出)的相定子繞組。整流器電橋REC提供為機(jī)動(dòng)車的機(jī)載電力網(wǎng)RE供電的電壓+Vb，并且保持與網(wǎng)絡(luò) RE有關(guān)的電池BAT被充電。如圖1示意地所示，電機(jī)ME包括激勵(lì)線圈EX，其被容納在旋轉(zhuǎn)電機(jī)ME的轉(zhuǎn)子(未示出)中。以已知方式，通過(guò)對(duì)在激勵(lì)線圈EX中流動(dòng)的激勵(lì)電流的平均強(qiáng)度進(jìn)行內(nèi)插來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓+Vb。根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器1的特定實(shí)施例如圖1所示。
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如圖1所示，調(diào)節(jié)器1包括電子調(diào)節(jié)電路10和可編程的信號(hào)處理接口 11。電子調(diào)節(jié)電路10基本上包括誤差計(jì)算減法器100、被稱為PWM的脈寬調(diào)制器101、 激勵(lì)控制電路102、狀態(tài)機(jī)103、以及包括MOSFET晶體管104和續(xù)流二極管105的功率級(jí)。減法器100以傳統(tǒng)方式計(jì)算設(shè)定電壓SP 106和在交流發(fā)電機(jī)的正電壓端子+處測(cè)量的電壓+Vb之間的誤差，交流發(fā)電機(jī)的電壓輸出端子連接到機(jī)動(dòng)車的機(jī)載電力網(wǎng)RE的電池BAT。設(shè)定電壓SP —般由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元3向調(diào)節(jié)器1提供。調(diào)節(jié)器1和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元3之間的雙向通信連接4允許在這兩個(gè)元件1和3之間交換信息。提供減法器100計(jì)算的誤差作為PWM調(diào)制器101的輸入。PWM調(diào)制器101提供具有調(diào)制的脈沖寬度的信號(hào)Sp，其循環(huán)比率表示減法器100 計(jì)算的誤差。提供信號(hào)Sp作為激勵(lì)控制電路102的輸入。激勵(lì)控制電路102由狀態(tài)機(jī)103控制，在激勵(lì)控制電路102中存在控制調(diào)節(jié)器1 的運(yùn)行的插入的邏輯。這類電路是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，這里將不會(huì)詳細(xì)描述。以傳統(tǒng)的方式，它可以包括用于根據(jù)被設(shè)計(jì)用于控制MOSFET晶體管104的信號(hào)的運(yùn)行模式進(jìn)行選擇的多路器。此外，被稱為驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器電路(諸如負(fù)載泵等)在電路102中一般是必需的，以便產(chǎn)生可以驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵電極的信號(hào)。如圖1所示，激勵(lì)控制電路102包括兩個(gè)信號(hào)輸出端。第一輸出驅(qū)動(dòng)晶體管104 的柵極。第二輸出提供柵極控制圖像信號(hào)SGp，其直接表示存在于晶體管104的柵極處的信號(hào)但是具有被設(shè)計(jì)用于提供給信號(hào)處理接口 11的電平。在正常的調(diào)節(jié)模式中，柵極控制圖像信號(hào)SGp是以PWM調(diào)制的，并且與施加于MOSFET柵極104的信號(hào)對(duì)應(yīng)。以傳統(tǒng)的方式，狀態(tài)機(jī)103考慮局部獲得的信息(例如，電機(jī)ME的溫度)和由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元3提供的外部信息和指令，并且確定適合于該情況的運(yùn)行模式。激勵(lì)控制電路102實(shí)施由狀態(tài)機(jī)103命令的運(yùn)行模式，例如在電機(jī)ME異常高溫的情況下限制循環(huán)比率。包括MOSFET晶體管104和續(xù)流二極管105的功率級(jí)如圖1示意地所示。在具有P型MOSFET晶體管和所謂的高邊(high-side)組件的此特定實(shí)施例中，晶體管104的源電極連接到電壓+Vb，晶體管的漏電極既連接到續(xù)流二極管105的陰極又連接到激勵(lì)線圈EX的一端。續(xù)流二極管105的陽(yáng)極與激勵(lì)線圈EX的另一端一起連接到地。產(chǎn)生以晶體管104的漏極、續(xù)流二極管105的陰極和線圈EX的相應(yīng)的連接端之間的連接點(diǎn)的電平的所謂的激勵(lì)信號(hào)％xc。如圖1所示，提供信號(hào)Sp、SGp和Sexc作為可編程的信號(hào)處理接口 11的輸入。還如圖1所示，可編程的信號(hào)處理接口 11基本上包括輸入選擇電路110、信號(hào)處理電路111、輸出選擇電路112、驅(qū)動(dòng)器113和晶體管114。晶體管114被適配成開(kāi)路集電極或開(kāi)路漏極，并且提供激勵(lì)返回信號(hào)Srex作為輸出，該激勵(lì)返回信號(hào)Srex通過(guò)通信連接4被發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元3。輸入選擇電路110是具有3個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端的多路器。輸入選擇電路110 的輸入端分別接收信號(hào)Sp、SGp和Sexc0電路110提供與從信號(hào)Sp、SGp和Sexc當(dāng)中選擇出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的信號(hào)SS作為輸出。編程字MP = Β0Β1Β2Β3Β4Β5Β6 的位BO和Bl施加于輸入選擇電路110，并且通過(guò)它們的狀態(tài)確定存在于電路110的輸出端處的選擇的信號(hào)SS = Sp,SS = SGp或SS = kxc。編程字MP存儲(chǔ)在接口 11中，并且允許根據(jù)涉及的應(yīng)用配置該接口。下表指示基于位BO、Bl執(zhí)行的選擇的示例
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器，包括電子調(diào)節(jié)電路(10)，其可以產(chǎn)生被設(shè)計(jì)用于交流發(fā)電機(jī)(ALT)的激勵(lì)線圈(EX)的激勵(lì)電流Gexc)，所述激勵(lì)電流(Sexc) 根據(jù)設(shè)定電壓(SP)和在所述交流發(fā)電機(jī)(ALT)電連接到的所述機(jī)動(dòng)車的電池(BAT)的端子處測(cè)量的輸出電壓(+Vb)之間的差而產(chǎn)生；和用于產(chǎn)生表示所述激勵(lì)電流的信號(hào)(SS ； Sp、SGp、Sexc)并且將所述信號(hào)發(fā)送給所述機(jī)動(dòng)車的電子控制單元(3)的裝置，其特征在于，所述用于產(chǎn)生和發(fā)送的裝置包括可編程的信號(hào)處理接口(11)，其接收表示所述激勵(lì)電流的多個(gè)信號(hào)(Sp、SGp、Sexc)作為輸入，其中所述接口(11)包括第一裝置(110)，用于從所述多個(gè)表示信號(hào)(Sp、SGp、Sexc)當(dāng)中選擇表示向選擇的表示信號(hào)(SS)施加不同形式的處理的裝置(111)的信號(hào)(SS)，以及第二裝置(MU130到MU133)，用于選擇要被施加于所述選擇的表示信號(hào)(SQ的處理，其中所述選擇的表示信號(hào)(SQ和所述要被施加的處理是根據(jù)編程字(MP)選擇的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述表示所述激勵(lì)電流的信號(hào)(SS；Sp、 SGp、Sexc)是被稱為“PWM”的脈寬調(diào)制類型的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于施加不同形式的處理的裝置包括用于執(zhí)行限制處理后的所述表示信號(hào)的循環(huán)比率的處理以及允許所述循環(huán)比率僅僅在預(yù)定的最小值(％ DCmin)和預(yù)定的最大值(％ DCmax)之間變化的裝置(1111)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于施加不同形式的處理的裝置包括用于執(zhí)行對(duì)所述處理后的表示信號(hào)計(jì)算滑動(dòng)平均值的處理的裝置 (C130)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一個(gè)所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于施加不同形式的處理的裝置包括用于對(duì)所述處理后的表示信號(hào)執(zhí)行低通濾波處理的裝置(C131、 C132)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一個(gè)所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于施加不同形式的處理的裝置包括用于執(zhí)行改變所述處理后的表示信號(hào)的頻率的處理的裝置(C132)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任何一個(gè)所述的調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述接口(11)是數(shù)字型的，并且包括具有循環(huán)比率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(1110)和具有循環(huán)比率的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (1113)，用于對(duì)所述表示信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。
8.一種機(jī)動(dòng)車的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于，它包括根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一個(gè)所述的調(diào)節(jié)器(1)。
9.一種機(jī)動(dòng)車，其特征在于，它包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的交流發(fā)電機(jī)(ALT)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)器，包括電子調(diào)節(jié)電路(10)和用于產(chǎn)生表示要提供給交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)線圈的激勵(lì)電流的信號(hào)的裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述調(diào)節(jié)器包括可編程的信號(hào)處理接口(11)，其在輸入端處接收表示所述激勵(lì)電流的至少一個(gè)信號(hào)(SS；Sp、SGp、Sexc)，并在輸出端處提供處理后的信號(hào)(Srex)以發(fā)送給機(jī)動(dòng)車的電子控制接口(3)。所述接口(11)包括用于向表示信號(hào)(SS；Sp、SGp、Sexc)施加不同形式的處理的裝置(111)和用于基于編程字(M)選擇要被施加于所述信號(hào)的處理的形式的裝置(MU130到MU133)。通常，所述信號(hào)是PWM信號(hào)。
文檔編號(hào)H02P9/02GK102204081SQ200980143125
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者文森特·根德隆, 皮埃爾·卡薩德, 皮埃爾·蒂瑟蘭德, 菲利普·哈扎德 申請(qǐng)人:法雷奧電機(jī)設(shè)備公司