[发明专利]用于使车辆交流发电机的输出最大化的系统和方法

说明书

技术领域

本专利文件中描述的技术大体上涉及车辆交流发电机。更特别地，提供用于使车辆交流发电机的输出在其整个运行温度范围内最大化的系统和方法。

背景技术

当今可以获得高性能的车辆交流发电机，尤其是在低和中等速度时具有高效率、高输出的运行。然而，在一些情况下，可获得的输出可能受到交流发电机的发热限制的局限。当例如由于遵照环境噪音污染标准而采取对策而造成引擎室温度增加时，这很成问题。

冷却系统典型地用于帮助降低引擎室温度并耗散交流发电机产生的热。此外，为了防止交流发电机在高运行温度时发生故障，许多交流发电机系统基于测量的温度(一些情况下是交流发电机速度)采用固定输出限制。典型地，需要大量实验来确定合适的固定限制。然而在许多情况下，对于给定的运行温度和速度，固定限制并不提供最大可能的输出。此外，如果引擎室温度超过预定量最大温度，则固定限制常常被设定得过高而不能充分保护交流发电机。

发明内容

根据这里描述的教导，提供用于使车辆交流发电机的输出在其整个运行温度范围内最大化的系统和方法。第一温度传感器可以用于测量第一温度，以及第二温度传感器可以用于测量第二温度。第一温度模块可以用于将第一温度与第一温度参考进行比较以确定第一温度误差，并至少部分基于所述第一温度误差计算第一占空比参考。第二温度模块可以用于将第二温度与第二温度参考进行比较以确定第二温度误差，并至少部分基于所述第二温度误差计算第二占空比参考。占空比选择模块可以用于选择第一占空比参考和第二占空比参考中较小的一个作为最大系统占空比。占空比控制模块可以用于至少部分基于所述最大系统占空比来调节车辆交流发电机的励磁电流，以便防止车辆交流发电机以超过所述最大系统占空比的占空比运行。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的各实施例。可以理解的是，这些附图只示出本发明的典型实施例，因此不构成对其范围的限制。

图1是用于使车辆交流发电机的输出在其整个运行温度范围内最大化的示例系统的方框图。

图2是说明用于使车辆交流发电机的输出在其整个运行温度和速度范围内最大化的示例系统的方框图。

图3是示出了占空比控制模块的运行示例的流程图。

图4是示出了交流发电机控制系统示例的电路图。

图5是说明用于使车辆交流发电机的输出在其整个运行温度和速度范围内最大化的另一示例系统的方框图。

图6是示出了用于将车辆交流发电机的输出最大化的系统的示例操作的定时图。

具体实施方式

图1是用于使车辆交流发电机32的输出在整个运行温度范围内最大化的示例系统30的方框图。系统30包括两个温度模块34、36，每个模块从温度传感器38、40接收输入。系统30还包括占空比选择模块42和占空比控制模块44。

温度传感器38、40可以在关于交流发电机的不同位置处测量温度。例如，温度传感器38、40可以接近地附于交流发电机32中运行温度较为关键的部分，例如定子绕组的端匝和/或整流器二极管。一个或多个温度传感器38、40也可以被放置用于测量影响交流发电机32的运行的一个或多个其它温度敏感组件的温度。例如，如果使用温度敏感微处理器来实现模块34、36、42、44中的一个或多个或者执行其它用于交流发电机32的控制功能，则温度传感器也可以被放置用于测量微处理器附近的周围温度。在优选实施例中，温度传感器的位置至少与定子励磁绕组和系统微处理器的末端接近。

每个温度模块34、36包括比较元件46、48和调节元件50、52。每个比较元件46、48从各个温度传感器38、40接收温度信号，并将温度信号与温度参考54、56比较以得出温度误差58、60。调节元件50、52使用温度误差58、60来计算每个温度传感器位置特有的占空比参考。

在一个示例中，可以使用比例积分微分(PID)控制器实现调节元件50、52。例如，可以使用下列PID算法计算占空比参考。占空比参考＝Kp*temp_error+Ki∫(temp_error)dt+Kd*d(temp_error)/dt，其中“temp_error”是温度误差58、60，“Kp”、“Ki”和“Kd”是增益参数。

占空比选择模块42选择较小的占空比参考作为最大系统占空比62，其将被输入至占空比控制模块44。至少部分地基于所述最大系统占空比限制，占空比控制模块44产生控制信号64。控制信号64调节交流发电机32的励磁电流，以便防止交流发电机32以超过所述最大系统占空比62的占空比运行。