專利名稱：發(fā)電控制裝置、裝備有發(fā)電控制裝置的車輛以及發(fā)電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電控制裝置、裝備有發(fā)電控制裝置的車輛以及發(fā)電控制方法。更具 體地，本發(fā)明涉及在高電力負(fù)載啟動時防止發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電池的正極端子電壓下降 并且防止電子裝置等發(fā)生故障的發(fā)電控制裝置，并且涉及安裝有該發(fā)電控制裝置的車輛以 及發(fā)電控制方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)通過用轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器對勵磁電流進(jìn)行控制來執(zhí)行發(fā)電機(jī)(諸如交流發(fā)電機(jī))的 輸出電壓控制。安裝到汽車上的發(fā)電機(jī)將電力提供給普通電力負(fù)載和比普通電力負(fù)載消耗 更多電力的高電力負(fù)載。汽車中的普通電力負(fù)載是不使用電動機(jī)的電力負(fù)載，例如，顯示器 或通信裝置。汽車中的高電力負(fù)載是由于沖擊電流而瞬間消耗較高電力的負(fù)載，諸如用于 電動轉(zhuǎn)向(EPS)的電動機(jī)。在一些情況下，汽車內(nèi)的發(fā)電機(jī)的輸出電壓被控制為對應(yīng)于普通電力負(fù)載的值 (通常地，12. 5到14. 5V)，而不被控制為對應(yīng)于高電力負(fù)載的值。在沒有執(zhí)行到與高電力負(fù) 載相對應(yīng)的值的控制的情況下，在高電力負(fù)載啟動時，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電池的正極端 子電壓迅速地下降，并且電子部件可能會發(fā)生故障。根據(jù)日本專利申請公報No. 5-77680 (JP-A-5-77680)中描述的發(fā)明，消耗電力的 裝置被分為高優(yōu)先級組和低優(yōu)先級組，得出高優(yōu)先級組和低優(yōu)先級組中所消耗的電力總和 并且在總和超過供電機(jī)構(gòu)所允許的電力時，電力優(yōu)先提供給高優(yōu)先級組并且剩余電力提供 給低優(yōu)先級組。根據(jù)JP-A-5-77680中描述的發(fā)明，當(dāng)電力消耗太高時，電力優(yōu)先地提供給高優(yōu)先 級的裝置并且可以防止這些裝置的功能劣化。然而，當(dāng)電力消耗太高時，難以避免低優(yōu)先級 的裝置的功能劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠在高電力負(fù)載啟動時防止發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電 池的正極端子電壓下降并且防止電子裝置等發(fā)生故障的發(fā)電控制裝置，以及安裝有該發(fā)電 控制裝置的車輛和發(fā)電控制方法。本發(fā)明的第一方面涉及一種發(fā)電控制裝置。該發(fā)電控制裝置控制將電力提供給普 通電力負(fù)載和比普通電力負(fù)載消耗更多電力的高電力負(fù)載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓。該發(fā)電控 制裝置包括預(yù)告高電力負(fù)載的啟動的啟動預(yù)告單元；發(fā)電電壓設(shè)定單元，其發(fā)電機(jī)的發(fā) 電電壓的目標(biāo)值并且在從啟動預(yù)告單元接收到預(yù)告時將目標(biāo)值從對應(yīng)于普通負(fù)載的第一 電壓轉(zhuǎn)換為高于第一電壓的第二電壓；以及勵磁電流控制單元，在目標(biāo)值為第一電壓時，勵 磁電流控制單元控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)榈谝浑妷海⑶以谀?標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二電壓時，勵磁電流控制單元控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷骸Ｍㄟ^該發(fā)電控制裝置，在啟動預(yù)告單元預(yù)告高電力負(fù)載的啟動并且發(fā)電電壓設(shè)定 單元從啟動預(yù)告單元接收到預(yù)告的情況下，發(fā)電電壓設(shè)定單元將發(fā)電電壓的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為 用于高電力負(fù)載的值。勵磁電流控制單元執(zhí)行對應(yīng)于這種轉(zhuǎn)換的勵磁電流控制。因此，可 以在高電力負(fù)載啟動之前，將發(fā)電電壓升高到比對應(yīng)于普通電力負(fù)載的值更高的值，并且 可以在高電力負(fù)載啟動時防止電子裝置等發(fā)生故障。勵磁電流控制單元可以包括用于控制勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器，并且在目標(biāo)值轉(zhuǎn)換 為第二電壓時，轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器將占空比設(shè)置為1，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷?。只要轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器的占空比為1，發(fā)電機(jī)就以全部發(fā)電能力來執(zhí)行發(fā)電。因此，發(fā)電 機(jī)可以快速地將發(fā)電電壓增加到第二電壓。第二電壓可以是接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓。通過使得第二電壓等于接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓，可以將發(fā)電電壓增加到 部件中不發(fā)生損壞的最大限度電壓。因此，可以將發(fā)電電壓增加到在從發(fā)電機(jī)接收供電的 整個系統(tǒng)上不產(chǎn)生不利影響的范圍內(nèi)的最大可能的值。在發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷簳r，勵磁電流控制單元可以使占空比小于1，并且可以控 制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電電壓不超過第二電壓。本發(fā)明的第二方面涉及一種發(fā)電控制裝置。該發(fā)電控制裝置控制將電力提供給負(fù) 載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓。該發(fā)電控制裝置包括預(yù)告高電力負(fù)載的啟動的啟動預(yù)告單元； 發(fā)電電壓設(shè)定單元，其設(shè)定發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值，并且在從啟動預(yù)告單元接收到預(yù) 告時將目標(biāo)值從第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，第一電壓低于電池的正極端子基準(zhǔn)電壓，第二 電壓高于正極端子基準(zhǔn)電壓，電池連接到發(fā)電機(jī)；以及勵磁電流控制單元，在目標(biāo)值為第一 電壓時，勵磁電流控制單元控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)不執(zhí)行發(fā)電，并且在目標(biāo)值 轉(zhuǎn)換到第二電壓時，勵磁電流控制單元還控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓 變?yōu)榈诙妷骸Ｍㄟ^該發(fā)電控制裝置，在啟動預(yù)告單元預(yù)告電力負(fù)載的啟動并且發(fā)電電壓設(shè)定單 元從啟動預(yù)告單元接收該預(yù)告時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將發(fā)電電壓的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為高于電池 的正極端子基準(zhǔn)電壓的第二電壓。勵磁電流控制單元執(zhí)行與該轉(zhuǎn)換相對應(yīng)的勵磁電流控 制。因此，例如，即使在安裝到汽車上的發(fā)電機(jī)在汽車加速的過程中停止發(fā)電時，發(fā)電機(jī)也 可以響應(yīng)于關(guān)于電力負(fù)載啟動的預(yù)告而立即開始發(fā)電，并且可以在電力負(fù)載啟動之前產(chǎn)生 比電池的正極端子電壓更高的電壓。因此，在高電力負(fù)載啟動時，可以防止電子裝置等發(fā)生 故障。這里所指的“電力負(fù)載”包括上述普通電力負(fù)載和高電力負(fù)載。勵磁電流控制單元可以包括用于控制勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器，并且在目標(biāo)值轉(zhuǎn)換 為第二電壓時，轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器將占空比設(shè)置為1，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷骸１景l(fā)明的第三方面涉及一種裝備有根據(jù)第一方面的發(fā)電控制裝置的車輛。該車輛具有檢測車輛的加速狀態(tài)的加速狀態(tài)檢測單元。發(fā)電電壓設(shè)定單元將加速狀態(tài)檢測單元檢 測車輛處于加速狀態(tài)時的電壓設(shè)定為第一電壓的下限值，并且發(fā)電電壓設(shè)定單元將加速狀 態(tài)檢測單元檢測車輛處于減速狀態(tài)時的電壓設(shè)定為第一電壓的上限值。本發(fā)明的第四方面涉及一種具有根據(jù)第一方面和第二方面的發(fā)電控制裝置的車 輛。車輛具有檢測車輛的加速狀態(tài)的加速狀態(tài)檢測單元。在加速狀態(tài)檢測單元檢測車輛處于加速狀態(tài)并且啟動預(yù)告單元沒有預(yù)告高電力負(fù)載的啟動時，勵磁電流控制單元將發(fā)電機(jī)的勵磁電流控制為零。本發(fā)明的第五方面涉及一種用于控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的方法。該方法控制將電 力提供給普通電力負(fù)載和比普通電力負(fù)載消耗更多電力的高電力負(fù)載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電 壓。該方法包括預(yù)告高電力負(fù)載的啟動；在發(fā)出了關(guān)于高電力負(fù)載啟動的預(yù)告時，將發(fā)電 機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值從對應(yīng)于普通電力負(fù)載的第一電壓轉(zhuǎn)換為高于第一電壓的第二電 壓；并且在目標(biāo)值為第一電壓時，控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)榈谝?電壓，并且在目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二電壓時，控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變 為第二電壓。本發(fā)明的第六方面涉及一種用于控制將電力提供給電力負(fù)載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電 壓的方法。該方法包括預(yù)告電力負(fù)載的啟動；設(shè)定發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值；將用于發(fā) 電機(jī)電力傳輸?shù)哪繕?biāo)值從第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，第一電壓低于連接到發(fā)電機(jī)的電池的 正極端子基準(zhǔn)電壓，并且第二電壓高于正極端子基準(zhǔn)電壓；并且在目標(biāo)值為第一電壓時，控 制發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)不執(zhí)行發(fā)電，并且在目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二電壓時，還控制發(fā) 電機(jī)的勵磁電流，使得發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷?。本發(fā)明可以提供在高電力負(fù)載啟動時防止發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電池的正極端子 電壓下降并且防止電子裝置等發(fā)生故障的發(fā)電控制裝置，并且涉及安裝有該發(fā)電控制裝置 的車輛以及發(fā)電控制方法。


參照附圖，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將通過優(yōu)選實施例的以下描述 而變得更加清楚，在附圖中相似的附圖標(biāo)記用來表示相似的元件，其中圖1示出了第一實施例的發(fā)電控制裝置的構(gòu)造；圖2是示出了第一實施例的發(fā)電控制裝置的操作的流程圖；圖3示出了如何通過第一實施例的發(fā)電控制裝置的操作來改變發(fā)電機(jī)的輸出端 子電壓；圖4示出了第二實施例的發(fā)電控制裝置的構(gòu)造；圖5是示出了第二實施例的發(fā)電控制裝置的操作的流程圖；以及圖6示出了如何通過第二實施例的發(fā)電控制裝置的操作來改變發(fā)電機(jī)的輸出端 子電壓。
具體實施例方式以下參照附圖描述本發(fā)明的第一實施例的發(fā)電控制裝置。圖1示出了第一實施例 的發(fā)電控制裝置的構(gòu)造。第一實施例的發(fā)電控制裝置1控制發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓，其中發(fā)電機(jī)4向普通電 力負(fù)載2和比普通電力負(fù)載2消耗更多電力的高電力負(fù)載3提供電力。發(fā)電機(jī)4例如為交 流發(fā)電機(jī)。電池13連接到發(fā)電機(jī)4。電力控制裝置1主要可以應(yīng)用到汽車。在以下說明 中，將要描述發(fā)電控制裝置1應(yīng)用到汽車的情況。普通電力負(fù)載2例如為不使用電動機(jī)的電力負(fù)載，例如，顯示器或通信裝置。高電力負(fù)載3例如是使用電動機(jī)的電力負(fù)載，更具體地是通過沖擊電流而瞬間消耗較大電力的 負(fù)載，諸如用于EPS或電子控制制動系統(tǒng)(ECB)的電動機(jī)。發(fā)電控制裝置1包括啟動預(yù)告單元5、發(fā)電電壓設(shè)定單元6以及勵磁電流控制單元 7。啟動預(yù)告單元5預(yù)告高電力負(fù)載3的啟動。在圖1中示出的示例中，啟動預(yù)告單 元5設(shè)置在用于高電力負(fù)載3的ECU 8中，其中ECU 8控制高電力負(fù)載3。當(dāng)使用者發(fā)出啟 動高電力負(fù)載3的命令時，更具體地，例如當(dāng)在EPS模式中開始轉(zhuǎn)向操作時，啟動預(yù)告單元 5在高電力負(fù)載3啟動之前輸出啟動預(yù)告信號。啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元6。
發(fā)電電壓設(shè)定單元6設(shè)定發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓的目標(biāo)值。在圖1中示出的示例中， 發(fā)電電壓設(shè)定單元6設(shè)置在用于發(fā)電機(jī)的ECU 9中，其中用于發(fā)電機(jī)的ECU 9控制發(fā)電機(jī) 4。當(dāng)發(fā)電電壓設(shè)定單元6從啟動預(yù)告單元5接收啟動預(yù)告信號時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將目 標(biāo)值從對應(yīng)于普通電力負(fù)載2的第一電壓Vl (例如，12. 5到14. 5V)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于高于第一 電壓的第二電壓V2 (例如，16V)。當(dāng)發(fā)電電壓的目標(biāo)值為第一電壓Vl時，發(fā)電電壓設(shè)定單 元6例如通過串行通信11將表明第一電壓Vl的值的信號輸出到勵磁電流控制單元7。當(dāng) 發(fā)電電壓的目標(biāo)值從第一電壓Vl轉(zhuǎn)換到第二電壓V2時，發(fā)電電壓設(shè)定單元6通過高速通 信16將表明發(fā)電電壓的轉(zhuǎn)換的信號(下文中稱作“V2轉(zhuǎn)換信號”)輸出到勵磁電流控制單 元7。高速通信16的具體方法不受限制。例如，可以使用并行通信或者通過一比特信號來 表明轉(zhuǎn)換的通信。通過由這種高速通信16來發(fā)送V2轉(zhuǎn)換信號，可以快速地執(zhí)行轉(zhuǎn)換指示。 因此，發(fā)電電壓可以快速地轉(zhuǎn)換到第二電壓V2。第一電壓Vl可以設(shè)置具有上述范圍(例如，12. 5到14. 5V)。當(dāng)設(shè)置了范圍時，該 范圍的下限值是與汽車加速過程中發(fā)電停止相對應(yīng)的電壓，并且該范圍的上限值是與汽車 減速過程中電力再生制動所產(chǎn)生的積極發(fā)電相對應(yīng)的電壓。第二電壓V2優(yōu)選地是接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓。通過使第二電壓V2等于 接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓(例如，16V)，可以將發(fā)電電壓增大到在部件中不發(fā)生損 壞的最大限度電壓。因此，可以將發(fā)電電壓增大到在從發(fā)電機(jī)4接收供電的整個系統(tǒng)上不 產(chǎn)生不利影響的范圍內(nèi)的最大可能的值。在發(fā)電電壓的目標(biāo)值為第一電壓Vl時，勵磁電流控制單元7控制發(fā)電機(jī)4的勵磁 電流，以使得將發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈谝浑妷篤I。在發(fā)電電壓的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為第二電 壓V2時，勵磁電流控制單元7控制發(fā)電機(jī)4的勵磁電流，以使得將發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓轉(zhuǎn) 換為第二電壓V2。勵磁電流控制單元包括用于控制勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器10。當(dāng)發(fā)電電壓的目標(biāo)值 轉(zhuǎn)換為第二電壓V2時，轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器10優(yōu)選地將占空比設(shè)置為1，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙?壓V2。只要轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器10的占空比為1，發(fā)電機(jī)4就以全部發(fā)電能力來發(fā)電。因此，發(fā)電 機(jī)4可以迅速地將發(fā)電電壓增加到第二電壓V2。下文中將要解釋第一實施例的發(fā)電控制裝置1的操作。圖2為示出了發(fā)電控制裝 置1的操作的流程圖。圖3示出了如何通過發(fā)電控制裝置1的操作來改變發(fā)電機(jī)4的輸出 端子的電壓。假定在汽車中普通電力負(fù)載2工作而高電力負(fù)載3不工作，發(fā)電電壓設(shè)定單元6 將發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓的目標(biāo)值設(shè)定為第一電壓Vl (步驟1)。勵磁電流控制單元7控制發(fā)電機(jī)4的勵磁電流，以使得發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈谝浑妷篤l (12. 5到14. 5V)(步驟 S2)。因此，發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生第一電壓Vl (步驟S3)。此時發(fā)電電壓是在圖3中的區(qū)間A內(nèi)的 電壓。假設(shè)使用者之后發(fā)出了啟動高電力負(fù)載3的命令(步驟S4)，例如，使用者發(fā)出了 啟動EPS操作的命令。結(jié)果，啟動預(yù)告單元5在高電力負(fù)載3啟動之前輸出啟動預(yù)告信號。 啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元6 (步驟S5)。在將啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元6中時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將表明發(fā) 電電壓的目標(biāo)值從第一電壓Vl轉(zhuǎn)換到第二電壓V2的信號輸出到勵磁電流控制單元7，其中 第一電壓對應(yīng)于普通電力負(fù)載2，并且第二電壓V2高于第一電壓Vl (步驟S6)。V2轉(zhuǎn)換信 號例如由并行通信或由通過一比特信號來表明轉(zhuǎn)換的高速通信來發(fā)送。第二電壓V2例如 取為接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓。額定電壓例如為16V。在接收到V2轉(zhuǎn)換信號時，勵磁電流控制單元7控制發(fā)電機(jī)4的勵磁電流，以使得 發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤2 (步驟S7)。發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生第二電壓V2 (步驟S8)。在 這種情況下，如圖3中的箭頭B所示，發(fā)電電壓升高到第二電壓V2(例如，16V)。勵磁電流控 制單元7將轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器10的占空比設(shè)置為1，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤2。因此，發(fā)電 機(jī)4可以以全部發(fā)電能力來執(zhí)行發(fā)電直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤2，并且將發(fā)電電壓快速 地增加到第二電壓V2。此外，當(dāng)?shù)诙妷篤2取為接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓時，如果 發(fā)電電壓超過接收發(fā)電電壓的部件的額定電壓，可能對部件產(chǎn)生不利影響。因此，當(dāng)發(fā)電電 壓到達(dá)額定電壓時，勵磁電流控制單元7使占空比降低，并且防止發(fā)電電壓超過額定電壓。當(dāng)高電力負(fù)載3的啟動產(chǎn)生到高電力負(fù)載3的沖擊電流時，如圖3所示，發(fā)電機(jī)4 的輸出端子電壓(發(fā)電電壓)降低。但是，因為電壓從第二電壓V2降低，所以發(fā)電控制裝 置1可以防止發(fā)電電壓低于12. 5V。在到高電力負(fù)載3的沖擊電流衰減并且由高電力負(fù)載3消耗的電力下降的時間點 處，發(fā)電電壓設(shè)定單元6將表明勵磁電流控制單元的目標(biāo)值從第二電壓V2轉(zhuǎn)換到第一電壓 Vl的信號(下文中稱作“VI轉(zhuǎn)換信號”)輸出到勵磁電流控制單元7 (步驟S9)。在輸入Vl轉(zhuǎn)換信號時，勵磁電流控制單元7控制發(fā)電機(jī)4的勵磁電流，以使得發(fā) 電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈谝浑妷篤l (步驟S10)。因此，發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生第一電壓Vl (步驟 Sll)。此時的發(fā)電電壓為圖3中的區(qū)間C內(nèi)的電壓。以上描述了發(fā)電控制裝置1的操作。通過第一實施例，在啟動預(yù)告單元5預(yù)告高電力負(fù)載3的啟動并且發(fā)電電壓設(shè)定 單元6從啟動預(yù)告單元5接收到該預(yù)告時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將發(fā)電電壓的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為 用于高電力負(fù)載3的值。勵磁電流控制單元7執(zhí)行與該轉(zhuǎn)換相對應(yīng)的勵磁電流控制。因此， 可以在高電力負(fù)載3啟動之前，將發(fā)電電壓升高到比與普通電力負(fù)載2相對應(yīng)的值更高的 值，并且，可以在高電力負(fù)載3啟動時防止電子裝置等發(fā)生故障。在圖3中示出的示例中，第二電壓V2設(shè)定為16V，但是這個值并不是限制性的，并 且第二電壓可以設(shè)定為例如15. 5V。以下將要參照附圖描述本發(fā)明的第二實施例的發(fā)電控制裝置。圖4示出了第二實施例的發(fā)電控制裝置的構(gòu)造。與第一實施例的部件相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并 且在這里省略其解釋。第二實施例的發(fā)電控制裝置12控制發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓，其中發(fā)電機(jī)4將電力提供到普通電力負(fù)載2以及比普通電力負(fù)載2消耗更多電力的高電力負(fù)載3。發(fā)電控制裝置 12可以主要應(yīng)用到汽車。下文中將要描述發(fā)電控制裝置12應(yīng)用到汽車的情況。第二實施例與第一實施例之間的區(qū)別在于發(fā)電電壓設(shè)定單元60和勵磁電流控制 單元70，第二實施例的其他特征與第一實施例相同。發(fā)電控制裝置12包括啟動預(yù)告單元5、發(fā)電電壓設(shè)定單元60以及勵磁電流控制單 元70。發(fā)電電壓設(shè)定單元60設(shè)定發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓的目標(biāo)值。發(fā)電電壓設(shè)定單元60 設(shè)置在用于發(fā)電機(jī)的ECU 90中。在以減小發(fā)動機(jī)負(fù)荷并且改善汽車的加速能力為目的而 不產(chǎn)生電力以便減小用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)4的驅(qū)動負(fù)荷是優(yōu)選的情況下，如在汽車加速的情況 那樣，發(fā)電電壓設(shè)定單元60將發(fā)電電壓的目標(biāo)值設(shè)定為低于電池13的正極端子基準(zhǔn)電壓 (例如12.8V)的第一電壓V3(例如，12. 5V)，因此，發(fā)電機(jī)4不發(fā)電。發(fā)電電壓設(shè)定單元60 例如通過串行通信14將表明第一電壓V3的值的信號輸出到勵磁電流控制單元70。在從啟動預(yù)告單元5將啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元60中時，發(fā)電電壓 設(shè)定單元將發(fā)電電壓的目標(biāo)電壓從第一電壓V3(例如12. 5V)轉(zhuǎn)換為高于正端子基準(zhǔn)電壓 的第二電壓V4 (例如，14. 5V)。第二電壓V4是與在汽車減速過程中由電力再生制動所產(chǎn)生 的積極發(fā)電相對應(yīng)的電壓。發(fā)電電壓設(shè)定單元60將表明發(fā)電電壓轉(zhuǎn)換的信號(下文中稱 作“V4轉(zhuǎn)換信號”)輸出到勵磁電流控制單元70。此外，發(fā)電電壓設(shè)定單元60也通過諸如 串行通信14將表明發(fā)電電壓轉(zhuǎn)換到第二電壓V4的信號(下文中稱作“V4轉(zhuǎn)換信號”)輸 出到勵磁電流控制單元70。在發(fā)電電壓的目標(biāo)值為第一電壓V3時，勵磁電流控制單元70控制發(fā)電機(jī)4的勵 磁電流，以使得發(fā)電機(jī)4不發(fā)電。在將V4轉(zhuǎn)換信號輸入到勵磁電流控制單元70時，勵磁電 流控制單元控制發(fā)電機(jī)4的勵磁電流，以使得發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤4。勵磁電流控制單元包括用于控制勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器15。當(dāng)發(fā)電電壓的目標(biāo)值 轉(zhuǎn)換為第二電壓V4時，轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器15優(yōu)選地將占空比設(shè)置為1，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙?壓V4。只要轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器15的占空比為1，發(fā)電機(jī)4就以全部發(fā)電能力來進(jìn)行發(fā)電。因此， 發(fā)電機(jī)4可以迅速地將發(fā)電電壓增大到第二電壓V4。下文中將要解釋第二實施例的發(fā)電控制裝置12的操作。圖5為示出了發(fā)電控制 裝置12的操作的流程圖。圖6示出了如何通過發(fā)電控制裝置12的操作來改變發(fā)電機(jī)4的 輸出端子的電壓。讓我們假定汽車處于加速狀態(tài)并且高電力負(fù)載3不工作。在這種情況下，發(fā)電電 壓設(shè)定單元60將發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓的目標(biāo)值設(shè)定為第一電壓V3 (步驟1)。因為第一電 壓V3低于電池13的正極端子基準(zhǔn)電壓，所以勵磁電流控制單元70將發(fā)電機(jī)4的勵磁電流 控制為零，以使得發(fā)電機(jī)4不發(fā)電(步驟S2)。在這種情況下，發(fā)電機(jī)4的輸出端子電壓是 圖6的區(qū)間A內(nèi)的電壓。讓我們假定使用者之后發(fā)出了啟動高電力負(fù)載3的命令(步驟S3)。假設(shè)保持汽車的 加速狀態(tài)。啟動高電力負(fù)載3的指示例如是EPS操作的開始。因此，啟動預(yù)告單元5在高電力 負(fù)載3啟動之前輸出啟動預(yù)告信號。啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元60中(步驟S4)。在將啟動預(yù)告信號輸入到發(fā)電電壓設(shè)定單元60中時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將發(fā)電 電壓的目標(biāo)值從第一電壓V3轉(zhuǎn)換到高于正極端子基準(zhǔn)電壓的第二電壓V4。發(fā)電電壓設(shè)定單元60將表明發(fā)電電壓轉(zhuǎn)換的信號(下文中稱作“V4轉(zhuǎn)換信號”)輸出到勵磁電流控制單 元70(步驟S5)。V4轉(zhuǎn)換信號例如由串行通信14發(fā)送，但是可以由并行通信發(fā)送或者由通 過一比特信號來表明轉(zhuǎn)換的通信來發(fā)送。在將V4轉(zhuǎn)換信號輸入到勵磁電流控制單元70中時，勵磁電流控制單元控制發(fā)電 機(jī)4的勵磁電流，以使得發(fā)電機(jī)4的發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤4(步驟S6)。因此，發(fā)電機(jī)4 產(chǎn)生第二電壓V4(步驟S7)。在這種情況下，如圖6中的箭頭B所示，發(fā)電電壓升高到第二 電壓V4(例如，14. 5V)。當(dāng)在勵磁電流控制單元70中將轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器15的占空比設(shè)置為1直到發(fā)電電壓變 成第二電壓V4時，發(fā)電機(jī)4以全部發(fā)電能力來發(fā)電，直到發(fā)電電壓變?yōu)榈诙妷篤4。在這 種情況下，發(fā)電機(jī)4可以迅速地將發(fā)電電壓增加到第二電壓V4。當(dāng)高電力負(fù)載3的啟動產(chǎn)生到高電力負(fù)載3的沖擊電流時，如圖6所示，發(fā)電機(jī)4 的輸出端子電壓(發(fā)電電壓)下降。但是，因為電壓從第二電壓V4降低，所以發(fā)電控制裝 置12可以防止發(fā)電電壓低于12. 5V。 在到高電力負(fù)載3的沖擊電流衰減并且由高電力負(fù)載3消耗的電力下降之后，在 圖中未示出的中央處理單元(CPU)判斷汽車是否加速(步驟S8)。在確定車輛加速的情況 下，發(fā)電電壓設(shè)定單元60將表明發(fā)電電壓的目標(biāo)值從第二電壓V4轉(zhuǎn)換為第一電壓V3的信 號(V3轉(zhuǎn)換信號)輸出到勵磁電流控制單元70(步驟S9)。因為第一電壓V3低于電池13 的正極端子基準(zhǔn)電壓，所以勵磁電流控制單元70將發(fā)電機(jī)4的勵磁電流控制為零，以使得 發(fā)電機(jī)4不發(fā)電(步驟S10)。在這種情況下，發(fā)電機(jī)4的輸出端子電壓是圖6中示出的區(qū) 間C內(nèi)的電壓。另一方面，當(dāng)判斷汽車減速時，處理流程返回到步驟S7并且其后產(chǎn)生第二 電壓V4。以上描述了發(fā)電控制裝置12的操作。通過第二實施例，在啟動預(yù)告單元5預(yù)告高電力負(fù)載3的啟動并且發(fā)電電壓設(shè)定 單元60從啟動預(yù)告單元5接收到該預(yù)告時，發(fā)電電壓設(shè)定單元將發(fā)電電壓的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為 高于電池13的正極端子基準(zhǔn)電壓的第二電壓V4。勵磁電流控制單元70執(zhí)行與該轉(zhuǎn)換相對 應(yīng)的勵磁電流控制。因此，例如，即使在安裝到汽車上的發(fā)電機(jī)4在汽車加速的過程中停止 發(fā)電時，發(fā)電機(jī)也可以響應(yīng)于關(guān)于高電力負(fù)載3啟動的預(yù)告而立即開始發(fā)電，并且可以在 高電力負(fù)載3啟動之前產(chǎn)生比電池13的正極端子電壓更高的電壓。因此，在高電力負(fù)載3 在汽車加速過程中啟動時，發(fā)電控制裝置12可以防止電子裝置等發(fā)生故障。在圖4到圖6中示出的示例中，解釋了在汽車加速時啟動高電力負(fù)載3的情況，但 是在汽車加速時啟動普通電力負(fù)載2的情況下，也可以通過類似的方法來轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電 力。此外，在圖6中示出的示例中，第二電壓V4設(shè)定為14. 5V，但是這個值不是限制性的并 且第二電壓也可以設(shè)定為更高的電壓(例如，16V)。此外，即使在不加速也不減速的固定狀 態(tài)(例如，在怠速期間)中發(fā)生高電力消耗的情況下，也可以通過與上述加速的情況相同的 方法來控制發(fā)電電壓。本發(fā)明主要用作用于充分地控制安裝到汽車上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例實施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所描述 的實施例或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意圖覆蓋各種實施例和等同布置。此外，盡管以各種示例的 組合和構(gòu)造來示出所公開的發(fā)明的各種元件，但是其他組合和構(gòu)造(包括更多、更少或者 只有一個元件)也在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種發(fā)電控制裝置，其控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，所述發(fā)電機(jī)將電力供應(yīng)到普通電力負(fù)載和比所述普通電力負(fù)載消耗更多電力的高電力負(fù)載，所述發(fā)電控制裝置包括啟動預(yù)告單元，其預(yù)告所述高電力負(fù)載的啟動；發(fā)電電壓設(shè)定單元，其設(shè)定所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值并且在從所述啟動預(yù)告單元接收到預(yù)告時將所述目標(biāo)值從與所述普通負(fù)載對應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換為比所述第一電壓高的第二電壓；以及勵磁電流控制單元，在所述目標(biāo)值為所述第一電壓時，所述勵磁電流控制單元控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)樗龅谝浑妷?，并且在所述目?biāo)值轉(zhuǎn)換為所述第二電壓時，所述勵磁電流控制單元控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電控制裝置，其中，所述勵磁電流控制單元包括控制所述 勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器，并且在所述目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述第二電壓時，所述轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器將占 空比設(shè)定為1，直到所述發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電控制裝置，其中，所述第二電壓為接收所述發(fā)電電壓 的部件的額定電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)電控制裝置，其中，在所述發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷?時，所述勵磁電流控制單元使所述占空比小于1，并且控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所 述發(fā)電電壓不超過所述第二電壓。
5.一種發(fā)電控制裝置，其控制將電力供應(yīng)到電力負(fù)載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，所述發(fā)電 控制裝置包括啟動預(yù)告單元，其預(yù)告所述電力負(fù)載的啟動；發(fā)電電壓設(shè)定單元，所述發(fā)電電壓設(shè)定單元設(shè)定所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值，并 且在從所述啟動預(yù)告單元接收到預(yù)告時將所述目標(biāo)值從第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，所述第 一電壓低于電池的正極端子基準(zhǔn)電壓，所述第二電壓高于所述正極端子基準(zhǔn)電壓，所述電 池連接到所述發(fā)電機(jī)；以及勵磁電流控制單元，在所述目標(biāo)值為所述第一電壓時，所述勵磁電流控制單元控制所 述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)不執(zhí)行發(fā)電，并且在所述目標(biāo)值轉(zhuǎn)換到所述第二電 壓時，所述勵磁電流控制單元還控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓 變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電控制裝置，其中，所述勵磁電流控制單元包括用于控制 所述勵磁電流的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器，并且在所述目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述第二電壓時，所述轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器 將占空比設(shè)置為1，直到所述發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 7.一種裝備有根據(jù)權(quán)利要求1到4中任意一項所述的發(fā)電控制裝置的車輛，包括加速狀態(tài)檢測單元，其檢測所述車輛的加速狀態(tài)，其中所述發(fā)電電壓設(shè)定單元將所述 加速狀態(tài)檢測單元檢測到所述車輛處于加速狀態(tài)時的電壓設(shè)定為所述第一電壓的下限值， 并且所述發(fā)電電壓設(shè)定單元將所述加速狀態(tài)檢測單元檢測到所述車輛處于減速狀態(tài)時的 電壓設(shè)定為所述第一電壓的上限值。
8.一種裝備有根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一項所述的發(fā)電控制裝置的車輛，包括加速狀態(tài)檢測單元，其檢測所述車輛的加速狀態(tài)，其中在所述加速狀態(tài)檢測單元檢測到所述車輛處于加速狀態(tài)并且所述啟動預(yù)告單元沒有預(yù)告所述高電力負(fù)載的啟動時，所述 勵磁電流控制單元將所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流控制為零。
9.一種用于控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的方法，所述發(fā)電機(jī)將電力供應(yīng)到普通電力負(fù)載和 比所述普通電力負(fù)載消耗更多電力的高電力負(fù)載，所述方法包括以下步驟預(yù)告所述高電力負(fù)載的啟動；在發(fā)出關(guān)于所述高電力負(fù)載啟動的預(yù)告時，將所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值從與所 述普通電力負(fù)載對應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換為比所述第一電壓高的第二電壓；并且在所述目標(biāo)值為所述第一電壓時，控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)的發(fā) 電電壓變?yōu)樗龅谝浑妷海⑶以谒瞿繕?biāo)值轉(zhuǎn)換為所述第二電壓時，控制所述發(fā)電機(jī)的 勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 10.一種用于控制將電力供應(yīng)到電力負(fù)載的發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的方法，所述方法包括 以下步驟預(yù)告所述電力負(fù)載的啟動；設(shè)定所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓的目標(biāo)值；將用于發(fā)電機(jī)電力傳輸?shù)乃瞿繕?biāo)值從第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，所述第一電壓低于 電池的正極端子基準(zhǔn)電壓，所述第二電壓高于所述正極端子基準(zhǔn)電壓，所述電池連接到所 述發(fā)電機(jī)；并且在所述目標(biāo)值為所述第一電壓時，控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所述發(fā)電機(jī)不執(zhí) 行發(fā)電，并且在所述目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為所述第二電壓時，還控制所述發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使得所 述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓變?yōu)樗龅诙妷骸?br> 全文摘要
一種發(fā)電控制器(例如，用于汽車、轎車、車輛)，其包括用于控制發(fā)電機(jī)的勵磁電流的控制單元。發(fā)電控制器(1)具有預(yù)告單元(5)，其警告高電力負(fù)載(3)的啟動。設(shè)定單元(6)指定發(fā)電機(jī)(4)的目標(biāo)發(fā)電電壓并且在接收到預(yù)告時將對應(yīng)于普通電力負(fù)載的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為較高電壓，以便于在防止電子裝置在高電力負(fù)載啟動的過程中發(fā)生故障的同時，防止發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電池電壓降低。此外，發(fā)電控制器包括加速檢測器，其中提供給車輛的發(fā)電機(jī)的勵磁線圈的電流被中斷或者轉(zhuǎn)換為最小的占空系數(shù)，以在加速過程中切斷發(fā)電機(jī)。
文檔編號B60R16/02GK101849351SQ200880114485
公開日2010年9月29日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者丹羽壽夫 申請人:豐田自動車株式會社