[发明专利]基于单霍尔传感器架构的汽车起动电流的控制

说明书

技术领域

本发明涉及汽车起动电流的测量和控制，特别涉及一种基于单霍尔传感器架构的汽车电流测量装置和基于该架构的起动机控制方法。

 

背景技术

起动机是现代汽车普遍使用的电力起动装置，当需要发动机工作时，由起动机驱动发动机转动，使发动机自行点火工作。

图1示出了一种双蓄电池汽车电气系统示意图。参见图1，该双蓄电池汽车供电系统10包括控制单元110、交流发电机120、第一和第二蓄电池130A和130B、起动机140、用电器件150和第一-第四开关装置K1-K4。在图1中，粗实线表示功率或能量流，而细实线表示控制信号和测量信号流。

在图1中，控制单元110是整个电气系统10的核心，其一方面负责根据用电状况（例如起动机140和用电器件150的用电需求）、蓄电池状态（这里例如是第一和第二蓄电池130A和130B的工作电流、工作电压、温度、老化程度和荷电状态（SOC）中的一种或多种）和发电机状态（例如交流发电机120当前所能提供的工作电流）等确定合适的电能管理策略，另一方面，控制单元110还具有直流-直流转换能力，以通过升压和降压操作向第一和第二蓄电池130A和130B提供合适的充电电压。

取决于不同的负载特性，汽车供电电流具有较大的差异。例如在发动机启动阶段，蓄电池需要为起动机工作提供大安倍的瞬间电流，而对于诸如照明、音响之类的用电设备，需要提供的是较长时间的小电流。在图1所示的电气系统中，第一和第二蓄电池130A和130B可能担负双重角色。例如，当用电器件150负荷较高而发电机120与第二蓄电池130B无法满足用电需求时，在控制单元110的控制下，第一蓄电池130A的电能将作为补充能源提供给用电器件150。

为了在储能元件（这里为第一和第二蓄电池130A和130B）、发电机和用电负荷之间合理、有效地分配能量，控制单元110需要准确、快速地获得关于储能元件的状态参数（例如电流、电压、温度等）。由于担负双重角色的蓄电池（例如第一蓄电池130A）的电流具有较大的动态变化范围，因此一般需要采用两组电流检测装置，它们包含量程各异的霍尔传感器，分别检测启动过程中的电流和非启动过程中的电流。

但是这种架构增加了系统的复杂性（例如两个霍尔传感器需要互校准），降低了可靠性，而且也不利于降低成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种基于单霍尔传感器架构的汽车电流测量装置，其能够同时满足汽车启动过程和非启动过程的控制需求。

上述目的可以由下述技术方案实现。

一种基于单霍尔传感器架构的汽车电流测量装置，包括：

适于设置在汽车蓄电池的输电导线附近的霍尔传感元件；

信号处理单元，其具有一个预先设定的范围，对于大于该范围的上限的模拟电压信号，其输出具有截止值的数字信号，而对于该范围内的模拟电压信号，其输出与模拟电压信号成比例的数字信号，

其中，所述上限小于所述汽车蓄电池在汽车启动过程时输出电流的峰值。

优选地，在上述汽车电流测量装置中，所述上限根据环境温度调整。

优选地，在上述汽车电流测量装置中，所述霍尔传感元件与所述信号处理单元被集成在一个集成电路器件中。

优选地，在上述汽车电流测量装置中，所述集成电路为开环霍尔效应换能器或闭环霍尔效应换能器中的一种。

本发明的一个目的是提供一种基于单霍尔传感器架构的汽车电气系统，其能够同时满足汽车启动过程和非启动过程的控制需求。

上述目的可以由下述技术方案实现。

一种汽车电气系统，包括：

发电机；

起动机；

第一蓄电池，其与所述发电机并联耦合以形成供电回路；

第二蓄电池，其与起动机并联耦合以形成启动回路；以及

控制单元，其可控地耦合在所述供电回路与所述启动回路之间并提供直流-直流变换，包括电流测量装置，该电流测量装置包括：

适于设置在汽车蓄电池的输电导线附近的霍尔传感元件；