[发明专利]提高车辆交流发电机中的电压调节器精度的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及旋转电机，更具体地涉及用于提高车辆交流发电机中的电压调节器精度的方法和系统。

背景技术

实际上在目前制造的每一辆机动车辆发中都能见到发电机。这些发电机，也称为交流发电机，产生向车辆的电配件供电和为车辆的电池充电所必需的电能。发电机还必须具有能产生充足电量的能力，从而以与车辆的电元件兼容的方式向车辆的电系统供电。为了在可能出现电压下降或其他运行问题的负载变化期间提供稳定的运行，交流发电机或发电机通常使用电压调节器调节充电电压和输出电流。目前，传统的车辆充电系统使用的电压调节器具有分立的晶体管或者称为专用集成电路(ASIC)的定制集成电路。

其他的车辆设计还可以采用具有高级微处理器功能的电压调节器，其保持高精度地调节发电机产生的电压。基于微处理器的调节器还可以包括高级时钟和存储器电路，其存储电池和电源的基准数据、电池电压和发电机旋转速度，以及确定在任意时间点电池的充电程度和速度。

由于这样的高级电压调节系统很昂贵，因此需要能够提高现有的基于微处理器的调节器装置的精度和分辨率(相对便宜)。例如，一种基于微处理器的电压调节器采用10位的模/数转换器，其分辨率是约0.02伏(在12伏的交流发电机中测量20伏范围内的信号)。也就是说，微处理器只能分辨出增量为20毫伏的输入电压。另一方面，用于控制励磁电流的占空比(0％到100％之间)的脉宽调制(PWM)驱动器的分辨率是约500级(即0.2％的增量)。根据定值系统的电压(例如14伏)，当系统电压大于或小于定值时，传统的线性调节技术利用PWM级。因此调节电压的实际精度与可检测到电压(即+/-20毫伏)的分辨率不匹配。

因此，需要以避免增加昂贵元件的方式提高基于微处理器的电压调节器的精度，昂贵元件(例如通过差分放大器或具有12位模数转换器的微处理器)提高电压检测性能的分辨率。

发明内容

在示例性实施例中，通过执行用于发电机的电压调节方法，克服或减轻了以上讨论的现有技术的缺点和不足，该方法包括比较发电机装置的输出电压与其所需的定值电压，并产生配置为调节发电装置的励磁电流的输出控制信号，其中在相对于所需的定值电压的过电压状态和欠电压状态之一期间，根据线性运行模式产生输出控制信号，及其中在过电压状态和欠电压状态中不同于前述的那一状态期间，输出控制信号按非线性运行模式自动设定为预定值。

在另一实施例中，存储介质包括执行用于发电机装置的电压调节的计算机可读计算机程序代码，和使计算机执行方法的指令。该方法进一步包括比较发电机装置的输出电压与其所需的定值电压，并产生配置为调节发电装置的励磁电流的输出控制信号。在相对于所需的定值电压的过电压状态和欠电压状态之一期间，根据线性运行模式产生输出控制信号，及在过电压状态和欠电压状态中不同于前述的那一状态期间，输出控制信号按非线性运行模式自动设定为预定值。

在又一实施例中，用于发电机的电压调节器包括配置为比较发电机的输出电压与其所需的定值电压的电子装置，该电子装置进一步配置为产生用于调节发电机的励磁电流的输出控制信号。在相对于所需的定值电压的过电压状态和欠电压状态之一期间，根据线性运行模式产生输出控制信号，及在过电压状态和欠电压状态中不同于前述的那一状态期间，输出控制信号按非线性运行模式自动设定为预定值。

在又一实施例中，车辆充电系统包括交流发电机，在其静止部分具有一个或多个定子绕组且在其可旋转部分具有励磁线圈。电压调节器配置为通过控制流过励磁线圈的励磁电流调节交流发电机的输出电压。电压调节器进一步包括配置为比较交流发电机的输出电压与其所需的定值电压，以及产生用于调节发电机的励磁电流的输出控制信号的电子装置。在相对于所需的定值电压的过电压状态和欠电压状态之一期间，根据线性运行模式产生输出控制信号，及在过电压状态和欠电压状态中不同于前述的那一状态期间，输出控制信号按非线性运行模式自动设定为预定值。

附图说明

参考示例性附图，其中图中相同的元件以相同的数字表示：

图1是采用基于微处理器的电压调节器的示例性车辆充电系统的原理图，其适合于根据本发明的实施例使用；

图2是图1所示电压调节器的详细原理图；

图3是根据本发明的示例性实施例用于提高电压调节器精度的方法的流程图。

具体实施方式