车辆瞬态电压控制制造技术

本公开涉及车辆瞬态电压控制。一种车辆电力系统包括控制器，所述控制器响应于在预定时间段期间由交流发电机提供的电荷的量超过第一阈值并且在所述时间段期间由交流发电机输出的功率的变化率超过第二阈值，将交流发电机的电压设定点减小预定量。所述控制器还基于电压设定点调节交流发电机的输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及被配置为选择性地对高电流负载突降做出响应的用于车辆的交流发电机的控制系统。
技术介绍
大多数现代车辆包括交流发电机。交流发电机是一种将机械能转换为电流形式的电能的发电机。交流发电机可被配置为使得电流可以是直流(DC)或交流(AC)。交流发电机可包括转子和定子，转子被配置为产生旋转的磁场，定子被配置为捕获磁场并将旋转的磁场的转动能转换为AC或DC电流。交流发电机可使用永磁体来产生磁场，或者交流发电机可使用励磁线圈来产生磁场。交流发电机可以是自调节的，体现在车辆为了满足各种负载所需要的电力的量使得交流发电机输出针对任何给定输出电压而自动调节其自身。然而，因为交流发电机是由转子绕组和定子绕组组成的机械装置，所以交流发电机对于接通和断开大负载扰动是敏感的。当负载被快速移除时，交流发电机具有这样时间段，在该时间段期间，系统的惯性将导致交流发电机在即使负载与系统断开连接的情况下也继续产生运行负载所需要的电压。
技术实现思路
一种车辆电力系统包括交流发电机和控制器。所述控制器响应于在预定时间段期间由交流发电机提供的电荷的量超过第一阈值并且在所述时间段期间由交流发电机输出的功率的变化率超过第二阈值，将交流发电机的电压设定点减小预定量，并且基于电压设定点调节交流发电机的输出电压。一种调节交流发电机输出电压的方法包括：接收指示由交流发电机提供到负载的电荷的量和由交流发电机输出的功率的幅值的数据。所述方法还包括：响应于所述电荷的量超过第一阈值并且所述幅值超过第二阈值，将交流发电机的输出电压设定点减小预定量，基于输出电压设定点调节交流发电机的输出电压。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于负载与交流发电机断开连接，增大输出电压设定点。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于所述电荷的量下降到第三阈值之下并且所述幅值下降到第四阈值之下，增大输出电压设定点。根据本专利技术的一个实施例，所述预定量是基于一程度的，其中，所述电荷的量超过第一阈值达到所述程度或者所述幅值超过第二阈值达到所述程度。一种车辆电力系统包括：交流发电机和控制器。所述控制器响应于在预定时间段期间由交流发电机输出的电荷的量和由交流发电机输出的功率的变化率超过各自的阈值，选择性地将交流发电机的输出电压设定点改变预定量。根据本专利技术的一个实施例，所述电荷的数和变化率指示负载与交流发电机连接或与发电机断开连接。根据本专利技术的一个实施例，所述预定量是基于一程度的，其中，所述电荷的量和变化率超过各自的阈值达到所述程度。根据本专利技术的一个实施例，所述预定量基于所述变化率从多个预定量中被选择。根据本专利技术的一个实施例，所述选择性地将交流发电机的输出电压设定点改变预定量包括：将输出电压设定点增大预定量。根据本专利技术的一个实施例，所述选择性地将交流发电机的输出电压设定点改变预定量包括：将输出电压设定点减小预定量。附图说明图1是具有基于交流发电机的电气系统的车辆的框式拓扑图。图2是交流发电机系统的电路图。图3是交流发电机系统的操作参数相对于时间的图形示图。图4是用于减小可能的电压尖峰的影响的基于交流发电机系统参数的系统电压相对于时间的减小的图形示图。图5是用于控制交流发电机系统的示例性流程图。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种形式和替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图说明和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中说明的特征组合，以产生未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。本公开的实施例总体上提供了多个电路或其它电气装置。当提及所述电路和其它电气装置以及由它们中的每一个提供的功能时，都不意在限于仅涵盖在此示出和描述的内容。虽然特定标号可被分配给公开的各种电路或其它电气装置，但是这样的标号并不意在限制所述电路和其它电气装置的操作范围。可基于所期望的特定类型的电气实现方式，按照任何方式将这样的电路和其它电气装置彼此组合和/或分离。应认识到的是，在此公开的任何电路或其它电气装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如，闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或上述项的其它适当变型)以及软件，它们彼此协作以执行在此公开的操作。此外，任意一个或更多个电气装置可被配置为执行在非暂时性计算机可读介质中实现的计算机程序，其中，计算机程序被编写为用于执行所公开的任意数量的功能。大多数现代交流发电机是自调节装置，其中，车辆为了满足各种负载所需要的电力的量使得交流发电机输出针对任何给定输出电压而自动调节其自身。然而，因为交流发电机为由转子绕组和定子绕组组成的机械装置，所以一旦在绕组中感应出场，则使与绕组关联的磁场消失会花费时间。由于使所述场消失所需要的时间段，所以交流发电机对于连接和断开大负载扰动是敏感的。问题在于：当负载被快速移除时，交流发电机具有这样的时间段，在该时间段期间，系统的惯性将产生运行现在不再连接的负载所需要的电压和电流。其结果是：输出电压会增加，从而导致电压尖峰，并且如果负载断开足够大的，则尖峰可能大于连接到交流发电机的模块的最大电压。所述模块随后可能由于过电压而关闭并且当电压下降到最大电压(例如，16伏特)之下时重置。在此，提供处理、方法和算法，以在移除大负载之后检测、减缓和保持车辆电气系统的操作。这可分解为3个步骤：检测、反应和返回到正常操作。检测算法被设计为检测交流发电机负载的任何大的增大。为了增加可靠性和准确性，使用两个输入信号。一个信号用于检测负载的大的分离，另一个信号用于确保所述分离足以超过阈值。引入的负载指示符信号的时间差允许算法只考虑变化率。阈值检测确保变化率的任何大的增大已经迫使交流发电机足够接近满磁场(如果连接到交流发电机系统的负载突然被移除，则具有大小足以破坏电气系统的幅值的电压尖峰将跟着发生)。引入的负载信号的差分高通滤波器需要能够准确地检测变化率的光滤波。信号的这种滤波增大了系统的稳定性。此外，随后可向这些信号中的每个施加迟滞，使得不会发生颤振(chattering)。考虑大幅度的增大而不仅仅等待交流发电机负载指示符超过最大值的重要性是算法尝试检测将同时影响系统电压的大负载，而不检测打开和关闭的累积的较小的负载。除了使用将减小来自算法的模糊度的、直接连接到交流发电机或交流发电机的调节器的离散信号以外，还可使用这种检测系统或检测方法。鉴于在即使考虑电压设定点的减小而电压通常也由调节器保持为常数的情况下，功率的幅值是电流的幅值的函数，所以这可考虑电流或功率而被执行。在成功检测到大幅度的增大和负载指示符超过阈值之后，下一步骤是反应步骤。在反应步骤中，重要的是，系统快速获取现有的设定点且随后逐渐将其减小至在负载突然移除自身的情况下被认为是标称的电压设定点，并且尖峰将不会导致对车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆电力系统，包括：交流发电机；控制器，被配置为：响应于在预定时间段期间由交流发电机提供的电荷的量超过第一阈值并且在所述时间段期间由交流发电机输出的功率的变化率超过第二阈值，将交流发电机的电压设定点减小预定量，并且基于电压设定点调节交流发电机的输出电压。

【技术特征摘要】
2015.07.28 US 14/811,3881.一种车辆电力系统，包括：交流发电机；控制器，被配置为：响应于在预定时间段期间由交流发电机提供的电荷的量超过第一阈值并且在所述时间段期间由交流发电机输出的功率的变化率超过第二阈值，将交流发电机的电压设定点减小预定量，并且基于电压设定点调节交流发电机的输出电压。2.如权利要求1所述的车辆电力系统，其中，控制器还被配置：在所述变化率超过第二阈值时开始的延迟时间之后，启动所述电压设定点的减小。3.如权利要求1所述的车辆电力系统，其中，所述电荷的量和变化率指示负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：托德·安斯巴赫，艾伦·弗朗西斯·贾奇，杰弗里·雷蒙德·莫尔，费雷德里克·谢尔，迈克尔·J·厄比，凯伦·普莱斯，加布里埃尔·吉姆，克里斯多夫·西蒙森，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US