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    重庆时时彩休息日: 汽车发电机输出电流的估算方法.pdf

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    汽车 发电机 输出 电流 估算 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200910169076.6

    申请日:

    2009.09.16

    公开号:

    CN101710147A

    公开日:

    2010.05.19

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/00申请日:20090916|||公开
    IPC分类号: G01R19/00; G01R35/00; G01R31/34 主分类号: G01R19/00
    申请人: 通用汽车环球科技运作公司
    发明人: J·R·费尔德约; M·G·雷诺
    地址: 美国密执安州
    优先权: 2008.09.16 US 12/211306
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 彭武;谭祐祥
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200910169076.6

    授权公告号:

    101710147B||||||

    法律状态公告日:

    2012.10.10|||2010.07.07|||2010.05.19

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及汽车发电机(交流发电机)输出电流的估算方法,提供一种车辆控制系统,其包括电流估算???、电流传感器以及电流诊断???。所述电流估算??榛诔盗痉⒌缁谖忍跫略诵惺钡姆⒍俣热范ǜ梅⒌缁墓浪愕氖涑龅缌?。所述电流传感器测量发电机的输出电流。所述电流诊断??榛谒龉浪愕氖涑龅缌骱筒饬康氖涑龅缌髡锒系缌鞔衅鞯淖刺?。

    权利要求书

    1: 一种车辆控制系统,该控制系统包括: 电流估算???,该电流估算??榛诔盗痉⒌缁谖忍跫略诵惺钡姆⒍俣热范ǜ梅⒌缁墓浪愕氖涑龅缌?; 电流传感器,该电流传感器测量所述发电机的输出电流;以及 电流诊断???,该电流诊断??榛谒龉浪愕氖涑龅缌骱筒饬康氖涑龅缌髡锒纤龅缌鞔衅鞯淖刺?。
    2: 如权利要求1所述的控制系统,其中所述电流估算??榛诜⒌缁俣鹊牡故范ㄋ龉浪愕氖涑龅缌?。
    3: 如权利要求2所述的控制系统,还包括数据接收???,其基于发动机速度和发动机带轮传动比确定所述发电机速度的倒数。
    4: 如权利要求2所述的控制系统,其中所述电流估算??榛诜⒌缁氖涑龅缪谷范ㄋ龉浪愕氖涑龅缌?。
    5: 如权利要求4所述的控制系统,还包括数据接收???,其基于车辆继电器电压确定所述输出电压。
    6: 如权利要求4所述的控制系统,其中所述电流估算??榛谑┘又练⒌缁湃谱榈钠骄缪谷范ㄋ龉浪愕氖涑龅缌?。
    7: 如权利要求6所述的控制系统,还包括数据接收???,其基于所述输出电压和开关电压调节器的占空比确定所述平均电压,其中所述开关电压调节器向所述励磁绕组施加所述输出电压。
    8: 如权利要求6所述的控制系统,其中所述电流估算??榛诮露热范ㄋ龉浪愕氖涑龅缌?。
    9: 如权利要求8所述的控制系统,还包括稳态确定???,其在所述发电机速度的倒数、所述输出电压、所述平均电压以及所述进气温度处于稳态条件时确定所述发电机在稳态条件下运行。
    10: 一种操作车辆控制系统的方法,该方法包括: 基于车辆发电机在稳态条件下运行时的发动机速度确定该发电机的估算的输出电流; 测量发电机的输出电流;以及 基于所述估算的输出电流和测量的输出电流诊断发电机的电流传感器的状态。
    11: 如权利要求10所述的方法,还包括基于发电机速度的倒数确定所述估算的输出电流。
    12: 如权利要求11所述的方法,还包括基于发动机速度和发动机带轮传动比确定所述发电机速度的倒数。
    13: 如权利要求11所述的方法,还包括基于发电机的输出电压确定所述估算的输出电流。
    14: 如权利要求13所述的方法,还包括基于车辆继电器电压确定所述输出电压。
    15: 如权利要求13所述的方法,还包括基于施加至发电机励磁绕组的平均电压确定所述估算的输出电流。
    16: 如权利要求15所述的方法,还包括基于所述输出电压和开关电压调节器的占空比 确定所述平均电压,其中所述开关电压调节器向所述励磁绕组施加所述输出电压。
    17: 如权利要求15所述的方法,还包括基于进气温度确定所述估算的输出电流。
    18: 如权利要求17所述的方法,还包括在所述发电机速度的倒数、所述输出电压、所述平均电压以及所述进气温度处于稳态条件时确定所述发电机在稳态条件下运行。

    说明书


    汽车发电机输出电流的估算方法

        【技术领域】

        本公开涉及汽车发电机,更具体地涉及汽车发电机诊断。

        背景技术

        这里提供的背景描述是为了从总体上介绍本公开的背景的目的。以在此背景技术部分中所描述的为限、在提交时否则可能不构成现有技术的当前署名发明人的工作以及该描述的各方面,既不明示地也不暗示地认为是相对于本公开的现有技术。

        车辆包括发动机和发电机。发动机在气缸内燃烧空气/燃料混合物以驱动活塞和曲轴,从而产生发动机扭矩。发动机可向发电机输出发动机扭矩以将发动机扭矩转换成电能。发电机向车辆的功率部件输出电能。

        已研制出控制系统来基于各种车辆运行参数调节车辆运行。例如,控制系统可以与发电机电流传感器通讯,该传感器基于发电机输出电流产生发电机电流信号。发电机电流信号是对控制系统的关键输入,以确定由发电机轴产生的扭矩。然而,传统控制系统并不对发电机电流传感器进行诊断。

        【发明内容】

        一种车辆控制系统,其包括电流估算???、电流传感器以及电流诊断???。所述电流估算??榛诔盗痉⒌缁谖忍跫略诵惺钡姆⒍俣热范ǜ梅⒌缁墓浪愕氖涑龅缌?。所述电流传感器测量发电机的输出电流。所述电流诊断??榛谒龉浪愕氖涑龅缌骱筒饬康氖涑龅缌髡锒系缌鞔衅鞯淖刺?。

        一种操作车辆控制系统的方法,包括:基于车辆发电机在稳态条件下运行时的发动机速度确定该发电机的估算的输出电流;测量发电机的输出电流;以及基于所述估算的输出电流和测量的输出电流诊断发电机的电流传感器的状态。

        从以下提供的详细描述将会清楚本公开的其他应用领域。应当理解,这些详细描述及具体实例仅用于说明之目的,并不意图限制本公开的范围。

        【附图说明】

        从详细说明和附图将会更加全面地理解本公开,其中:

        图1是根据本公开原理的车辆的示例性实施例的功能框图;

        图2是根据本公开原理的车辆的控制??榈氖纠允凳├墓δ芸蛲?;

        图3是根据本公开原理的发电机稳态确定??榈氖纠允凳├墓δ芸蛲?;以及

        图4是示出根据本公开原理的控制??橹葱械氖纠圆街璧牧鞒掏?。

        【具体实施方式】

        下面的描述实质上仅仅是示例性的,而绝不意图限制本公开及其应用或使用。为清楚起见,附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。用在本文中时,短语“A、B和C中至少之一”应当解释为是指使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解,在不改变本公开原理的情况下,可以以不同的顺序执行方法中的步骤。

        用在本文中时,术语“??椤敝傅氖翘囟ㄓ猛炯傻缏?ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适部件。

        为了诊断测量车辆发电机输出电流的发电机电流传感器,本公开的控制系统估算输出电流??刂葡低郴诜⒌缁谖忍?或接近稳态)条件下运行时的各种发电机运行参数来估算输出电流??刂葡低辰饬康氖涑龅缌饔牍浪愕氖涑龅缌鹘卸员纫匀范ǚ⒌缁缌鞔衅魇欠裨谡T诵?。

        现在参照图1,示出了车辆100的示例性实施例地功能框图。车辆100包括发动机102、进气歧管104、燃料系统106、点火系统108、发电机110、电气系统112、电池114以及电机116。车辆100还包括控制???18、进气温度(IAT)传感器120、发动机速度(RPM)传感器122以及发电机电流传感器124。

        发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生发动机扭矩。仅作为示例,发动机102可包括但不限于内燃发动机和/或柴油发动机??掌ü绻?04被吸入发动机102中。来自进气歧管104的空气被吸入发动机102的气缸(未示出)内。

        燃料系统106可在中心位置处向进气歧管104内喷射燃料或在多个位置处向进气歧管104内喷射燃料??商娲?,燃料系统106可直接向气缸内喷射燃料??掌谄字杏肱缟涞娜剂匣旌隙掌?燃料混合物。

        气缸内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。点火系统108点燃空气/燃料混合物??掌?燃料混合物的燃烧驱动活塞向下,从而驱动曲轴(未示出)并产生发动机扭矩。

        发动机102可将发动机扭矩输出至变速器(未示出)以驱动车辆100的车轮(未示出)。发动机102可将发动机扭矩输出至发电机110,以将发动机扭矩转换成电能。发电机110输出电能,以为电气系统112供能、为电池114充电和/或为电机116供能。

        仅作为示例,电气系统112可包括但不限于收音机、车前灯、风挡雨刷、电动车窗和座椅以及/或者计算机。电池114可对电气系统112和/或电机116供能。当需要大功率来对电气系统112和/或电机116供能时,电气系统112和/或电机116可从发电机110和电池114汲取电能。电机116产生电机扭矩并可将电机扭矩转换成电能以对电池114充电。当需要大功率来对电池114充电时,电池可从发电机110和电机116汲取电能。

        控制???18基于各种车辆运行参数调节车辆100的运行??刂颇??18控制发动机102、燃料系统106、点火系统108、发电机110、电气系统112以及电机116并与之通讯??刂颇??18还与基于吸入发动机102中的空气的环境温度产生IAT信号的IAT传感器120进行通讯??刂颇??18还与基于发动机102的速度产生发动机RPM(即,RPMeng)信号的发动机RPM传感器122进行通讯??刂颇??18还与基于发电机110的输出电流产生发电机电流(即,Iout)信号的发电机电流传感器124进行通讯。

        现在参照图2,示出了车辆100的控制???18的示例性实施例的功能框图??刂颇??18包括数据接收???02、发电机稳态确定???04、发电机电流估算???06以及发电机电流诊断???08。数据接收???02接收发动机RPM并从车辆100的继电器(未示出)接收车辆继电器电压(即,Vrel)。数据接收???02还接收来自发电机110的“F”接线柱(field-terminal)占空比(即,F-Term?DC)以及IAT?!癋”接线柱占空比是开关电压调节器(未示出)的实际占空比,开关电压调节器有选择地向发电机110的励磁绕组施加发电机电压(即,发电机110的输出电压)。

        数据接收???02确定发电机RPM倒数(即,发电机110的速度的倒数)?;诜⒍鶵PM乘以发动机带轮传动比来确定发电机110的速度。发动机带轮传动比是发动机102中的带轮(未示出)直径的预定比值。

        数据接收???02基于车辆继电器电压确定发电机电压。车辆继电器电压接近发电机电压。数据接收???02基于“F”接线柱占空比与发电机电压相乘确定有效电压(即,施加至励磁绕组的平均电压)。该有效电压可用于接近平均励磁电流(即,穿过励磁绕组的平均电流)。

        发电机稳态确定???04接收发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压以及IAT。发电机稳态确定???04确定发电机110是否在稳态(或接近稳态)条件下运行。为了对此进行确定,发电机稳态确定???04确定发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压以及IAT是否处于稳态条件(即,稳定)。若确定所有这些输入均处于稳态条件下,则确定发电机110在稳态条件下运行。当确定发电机110在稳态条件下运行时,发电机稳态确定???04产生指示该稳态条件的发电机稳态信号。

        为了确定这些输入是否处于稳态条件,发电机稳态确定???04向每个输入应用显著滤波器(即,一阶低通滤波器)。发电机稳态确定???04分别向每个输入应用次显著滤波器(即,较轻度滤波器)以去除任何高频噪声。发电机稳态确定???04将每个经重度滤波的输入和与其对应的经轻度滤波的输入进行对比。若在预定时间段内经重度滤波的输入和与其对应的经轻滤波的输入类似,则确定该输入处于稳态条件。

        当发电机电流估算???06接收到发电机稳态信号时,发电机电流估算???06被启动。发电机电流估算???06接收发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压和IAT,并确定估算的发电机电流?;谑构浪愕姆⒌缁缌饔敕⒌缁鶵PM倒数、发电机电压、有效电压和IAT建立关联的??槔慈范ü浪愕姆⒌缁缌??;贗AT确定估算的发电机电流用以在发电机110的宽范围温度上更好地估算发电机电流。

        所述??槭亲钚《撕?,其是基于从在稳态条件下运行时的发电机110采集到的数据利用线性回归预先确定的。因此,发电机电流估算???06仅在其接收到发电机稳态信号时才会被启动。所述??榘?1个项以及这些项的11个系数的线性组合。

        其中四项包括估算的发电机电流比上发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压及IAT。其中三项包括发电机RPM倒数、发电机电压及有效电压的叉乘。其中三项包括发电机RPM倒数、发电机电压及有效电压的平方。其中一项包括预定常数(即,观测误差)。

        发电机电流诊断???08接收估算的发电机电流及发电机电流。发电机电流诊断???08将估算的发电机电流与发电机电流进行对比以对发电机电流传感器124进行诊断。仅作为示例,当发电机电流的值比估算的发电机电流的值大或小25%时,发电机电流传感器124有可能发生了故障。仅作为示例,发电机电流诊断???08可产生指示发电机电流传感器124是否在正常运行的发电机电流状态信号。发电机电流诊断???08可向车辆100的车载诊断(OBD)系统(未示出)输出发电机电流状态信号。

        现在参照图3,示出了发电机稳态确定???04的示例性实施例的功能框图。发电机稳态确定???04包括滤波器???02、百分比差异(PD)确定???04以及输入稳态确定???06。滤波器???02接收发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压及IAT。滤波器???02向每个输入应用显著滤波器以确定经重度滤波(HF)的发电机RPM倒数(即,HF?RPMgen-1)、HF发电机电压(即,HF?Vout)、HF有效电压(即,HF?Veff)和HF?IAT。滤波器???02向每个输入分别应用次显著滤波器以确定经轻度滤波(LF)的发电机RPM倒数(即,LF?RPMgen-1)、LF发电机电压(即,LF?Vout)、LF有效电压(即,HF?Veff)以及LF?IAT。

        PD确定???04接收HF发电机RPM倒数和LF发电机RPM倒数,并基于HF发电机RPM倒数和LF发电机RPM倒数确定发电机RPM倒数PD。PD确定???04接收HF发电机电压和LF发电机电压,并基于HF发电机电压和LF发电机电压确定发电机电压PD。PD确定???04接收HF有效电压和LF有效电压,并基于HF有效电压和LF有效电压确定有效电压PD。PD确定???04接收HF?IAT和LF?IAT,并基于HF?IAT和LF?IAT确定IAT?PD。

        输入稳态确定???06接收发电机RPM倒数PD、发电机电压PD、有效电压PD以及IAT?PD。输入稳态确定???06包括用于各个输入的计时器(未示出)和标志(未示出)。该标志指示相应输入处于稳态条件。

        当某输入的PD小于预定值时,输入稳态确定???06使该输入的计时器递增。当该输入的计时器递增至大于预定时间段的值时,输入稳态确定???06设立该输入的标志。当该输入的PD大于预定值时,输入稳态确定???06重置该计时器和该输入的标志。当同时设立了所有输入的标志时,输入稳态确定???06产生发电机稳态信号。

        现在参照图4,示出了绘出由控制???18执行的示例性步骤的流程图??刂瓶加诓街?02。在步骤404中,确定发动机RPM。在步骤406中,确定车辆继电器电压。在步骤408中,确定“F”接线柱占空比。

        在步骤410中,确定IAT。在步骤412中,基于发动机RPM确定发电机RPM倒数。在步骤414中,基于车辆继电器电压确定发电机电压。在步骤416中,基于“F”接线柱占空比和发电机电压确定有效电压。

        在步骤418中,控制确定发电机RPM倒数是否处于稳态条件。如果是,则控制继续步骤420。如果为否,则控制继续步骤422。在步骤420中,控制确定发电机电压是否处于稳态条件。如果是,则控制继续步骤424。如果为否,则控制继续步骤422。

        在步骤424中,控制确定有效电压是否处于稳态条件。如果是,则控制继续步骤426。如果为否,则控制继续步骤422。在步骤426中,控制确定IAT是否处于稳态条件。如果是,则控制继续步骤428。如果为否,则控制继续步骤422。

        在步骤428中,基于发电机RPM倒数、发电机电压、有效电压和IAT确定估算的发电机电流。在步骤430中,确定发电机电流。在步骤432中,将估算的发电机电流与发电机电流进行对比,以对发电机电流传感器124进行诊断??刂圃诓街?22结束。

        本领域技术人员现在从以上描述可理解本公开的广义教导能以各种方式实施。因此,尽管本公开包括具体实例,但是本公开的实际范围不应如此局限,因为本领域的技术人员通过研究附图、说明书以及所附权利要求将会清楚其它修改。

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