[發明專利]一種汽車交流發電機電壓調節器及電壓調節方法

有效

• 申請號: 201210402409.7
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103780177A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 王明明;黃少堂;阮先軫;張曉丹
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30
• 代理公司: 廣東卓建律師事務所 44305
• 代理人: 陳江雄

技術領域

本發明涉及汽車技術領域，具體涉及一種汽車交流發電機電壓調節器及電壓調節方法。

背景技術

隨著汽車技術的發展，車載電子安全以及娛樂系統越來越多。這些電子系統增加了汽車能耗的壓力。一方面電氣負載增多，在怠速或停機狀態下發電機發電較少，電池充電不足導致虧電，有可能導致車輛啟動失敗。另一方面用電負荷增大，發電機負荷增大，導致油耗增加。越來越多的電能消耗給汽車節能減排帶來了嚴重的挑戰。另外，對發動機控制系統、車身穩定控制系統等電子等重要安全系統而言，要求車輛供電系統高度穩定。合理分配和管理整車電能顯得尤為重要。

車輛能源管理系統是一種有效的管理整車電氣負載，改善油耗的方法。通常的能源管理系統見圖1所示，具有發電電壓控制、電氣負載供電管理等功能。能源管理系統中發電機具有通信功能，可以通過PWM（脈沖寬度調制）或者LIN（本地互聯網絡）通信設置發電機輸出電壓。

表1為具有LIN調節器的發電機的測試結果，圖2為發電機不同輸出電壓下的消耗扭矩比較曲線圖。可以看出相同轉速、相同電流輸出情況下，設定較低的輸出電壓可以減小發電機扭矩消耗。這也意味著，依據車輛狀態調節發電電壓，可以改善發動機扭矩分配，提高燃油經濟性。

表1發電機不同輸出電壓下的消耗扭矩比較

通常發電電壓控制采用圖3所示控制方式，電壓為三段式控制方式。在加速過程中，降低發電電壓，發電被限制，更多的發動機輸出功率被傳遞到驅動輪，保證了車輛的加速性。而在車輛減速過程當中，提高發電電壓，發電機消耗扭矩增加，發動機阻力扭矩增大，實現了制動能量回收。

綜上所述，現有技術存在下列問題：

1、電氣能源管理系統復雜，成本高，對既有車輛改造難度大。

電氣能源管理系統復雜，成本較高。因為涉及到整車通信、線束的修改，對于車輛電氣架構改動較大。目前社會既有車輛，技術相對落后，能耗較高，如果針對既有車輛改造，增加車輛電氣能源管理系統代價過大，實現較為困難。

2、發電電壓控制采用固定階段式電壓調節法，消耗扭矩不連續，影響舒適性。

電氣能源管理系統均具備發電電壓控制功能，動態調節發電機輸出電壓。通常發電機電壓調節只分為高、中、低等固定檔位，發電電壓切換瞬間，發電機輸出電壓突變，會引起發電機消耗扭矩瞬間較大變化，導致傳動動力輸出的不連續，影響駕乘舒適性。

發明內容

本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。

為克服現有技術的問題，本發明提供一種汽車交流發電機電壓調節器及電壓調節方法，這種電壓調節器結構簡單、成本低，易于對既有車輛進行改造，且使發電電壓連續調節，使發動機動力輸出連續，提高駕乘舒適性。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本發明的一個方面，提供一種汽車交流發電機電壓調節器，包括：

電壓監測模塊，用于對汽車交流發電機的輸出電壓進行監測；

轉速檢測模塊，用于根據發電機輸出電壓的相位信號計算發電機的轉速；

電壓計算模塊，用于根據發電機的轉速獲得車輛的運動狀態，并根據車輛的運動狀態計算發電機的輸出電壓設置值，輸出電壓設置值在車輛勻速時，設置為預設的發電機輸出電壓；在車輛加速時，降低發電機輸出電壓；在車輛減速時，調高發電機輸出電壓；

電壓設置模塊，用于根據所計算的發電機輸出電壓設置值和所監測的發電機當前輸出電壓，控制發電機轉子繞組的勵磁電流大小，從而連續調節發電機的輸出電壓。

根據本發明的一個實施例，轉速檢測模塊采用比較器將發電機定子輸出電壓信號與地電平進行比較，輸出與發電機轉子運動頻率相同的方波信號，并根據方波信號計算發電機的轉速。

根據本發明的一個實施例，電壓計算模塊根據發電機的轉速獲得車輛的運動加速度值，根據預先設定的加速度值與輸出電壓設置值之間關系的函數或表格，得出發電機的輸出電壓設置值，其中發電機的輸出電壓設置值與車輛加速度值為線性或者非線性的連續關系。