本发明涉及交流发电机和车辆充电及通信系统。
背景技术：
：许多车辆具有用于将机械能转换成电能的一个以上交流发电机。例如，诸如卡车、巴士和商用车等车辆通常包括多个交流发电机。较轻型车辆也可以采用多个交流发电机。当多个交流发电机用在单个车辆中时，它们通常具有相同的构造。现代车辆通常包括允许多个交流发电机与车辆控制器之间进行通信的通信网络。当采用多个交流发电机时，控制器能够识别每个单独的交流发电机将是有益的。这对于用于将交流发电机之一的故障或错误进行通信的诊断消息而言尤其如此。导致识别每个单独交流发电机存在问题的一个因素在于，交流发电机的电连接会受显著温度变动和振动的影响。这些状况会导致电连接间断性地或完全地失效。需要一种使车辆控制器能够识别多个交流发电机中每个交流发电机的可靠系统和方法。技术实现要素：本发明提供了一种用于冻结交流发电机节点地址的可靠系统和方法，能耐受工作期间的间断性连接并且便于准确诊断反馈。在一种形式中，本发明包括一种车辆充电系统，用在具有内燃发动机的车辆中。该车辆充电系统包括多个交流发电机，其中，每个交流发电机可操作地与发动机和电系统连接，并且每个交流发电机可将来自发动机的机械能转换成输出到车辆充电系统的电流。每个交流发电机具有相同电连接接口，电连接接口包括至少一个连接器和一数字通信连接。处理器通过通信线路与所述多个交流发电机可操作地连接，通信线路与每个交流发电机的数字通信连接可操作地连接。每个交流发电机的所述至少一个连接器与车辆可操作地连接，其中，每个交流发电机的每个连接器的输入信号在正常和未受损工作条件下对于每一个交流发电机是独有的，从而可基于所述多个交流发电机在所述至少一个连接器上收到的输入信号的状态将独有地址分配给每个交流发电机。至少一个传感器与车辆可操作地连接，以感测车辆的至少一个工作参数。处理器和所述多个交流发电机配置成使得：一旦唤醒交流发电机，交流发电机就评估来自所述至少一个连接器的输入信号的状态以及评估交流发电机的地址是否已冻结。如果交流发电机的地址在唤醒之后未冻结，则对所述至少一个工作参数的状态进行评估以确定是否满足预定要求，如果满足预定要求，则基于所述至少一个连接器处的输入信号向交流发电机分配地址并且冻结地址。在该车辆充电系统中，每个交流发电机可以有利地具有相同设计。在一些实施例中，所述至少一个工作参数包括随交流发电机转速变化的参数。例如，随交流发电机转速变化的所述至少一个工作参数可以是交流发电机产生的相电压的频率。或者，随交流发电机转速变化的所述至少一个工作参数可以是交流发电机的转速。在一些实施例中(所述至少一个工作参数包括随交流发电机转速变化的参数的实施例包括在内)，车辆包括点火开关，点火开关具有至少三个位置，包括关闭位置、启动位置和接通位置，并且所述预定要求是要求点火开关处于接通位置。在一些实施例中，所述预定要求是要求交流发电机产生的电压在预定时间段内保持在预定范围内。在此实施例中，车辆可以包括点火开关，点火开关具有至少三个位置，包括关闭位置、启动位置和接通位置，并且所述预定要求是要求点火开关处于接通位置。在一些实施例中，每个连接器限定了高阻抗节点。在一些实施例中，至少一个交流发电机的连接器之一与在所述至少一个交流发电机与车辆电池之间延伸的线路通信。在一些实施例中，至少一个交流发电机的一个连接器与在所述至少一个交流发电机与车辆地线之间延伸的线路通信。在每个交流发电机包括第一连接器和第二连接器的一些实施例中，至少一个交流发电机的第一连接器和第二连接器之一与在所述至少一个交流发电机与车辆电池之间延伸的线路通信；以及，至少一个交流发电机的第一连接器和第二连接器之一与在所述至少一个交流发电机与车辆地线之间延伸的线路可操作地连接。在一些实施例中，处理器和所述多个交流发电机配置成使得，当所述至少一个工作参数的状态评估确定了不满足预定要求，则基于所述至少一个连接器处的输入信号向交流发电机分配未冻结地址，然后继续重复对所述至少一个工作参数的状态评估并且向交流发电机分配冻结地址或未冻结地址的过程，直到交流发电机被分配了冻结地址或者交流发电机进入休眠状态为止。在此实施例中，在确定所述至少一个工作参数的状态不满足预定要求之后，交流发电机可以被分配未冻结地址。还可以通过确定所述至少一个连接器是否收到与交流发电机的未冻结地址相一致的信号来确定所述至少一个连接器的故障状态，并且将故障状态通信给处理器。在一些实施例中(包括继续重复对所述至少一个工作参数的状态评估直到地址冻结或者交流发电机进入休眠模式为止的过程的实施例)，当交流发电机的地址是冻结时，交流发电机可以定期地通过确定所述至少一个连接器是否收到与交流发电机的冻结地址相一致的信号来确定所述至少一个连接器的故障状态。在当交流发电机的地址是冻结时交流发电机定期地通过确定所述至少一个连接器是否收到与交流发电机的冻结地址相一致的信号来确定所述至少一个连接器的故障状态的实施例中，当交流发电机具有冻结地址时交流发电机可以定期地将所述至少一个连接器的故障状态通信给处理器。在车辆充电系统的上述各个实施例中，所述至少一个连接器可以有利地采用至少第一连接器和第二连接器的形式。附图说明通过参考下面结合附图对本发明实施例的描述，将更清楚地了解本发明的上述和其他特征及其实现方式，并且更好地理解发明本身。图1是具有多个交流发电机的车辆的示意图。图2是用于冻结交流发电机地址的方法的流程图。各图中对应的附图标记表示对应的部分。尽管这里给出的示例以一种形式示出了本发明实施例，但是下文所公开的实施例并不旨在排他，或不应视作将发明范围限为所公开的精确形式。具体实施方式图1示意性地示出具有充电系统22的车辆20，所述充电系统包括多个交流发电机24。内燃发动机26提供用于驱动交流发电机24的机械扭矩。交流发电机24产生电流，该电流输出到充电系统22，从而对电池28进行充电。在图示的实例中，车辆20包括三个交流发电机24。电池28图示为单个电池，但是可以采用电池组的形式。尽管具有多个交流发电机的车辆最常是卡车、巴士和其他大型和/或商用车辆，但是在一些应用中对诸如家用汽车等小型车辆采用多个交流发电机也是可取的。在图示的实例中，每个交流发电机24具有相同设计。使用具有相同设计的交流发电机可使车辆20的制造和维护更有效率。每个交流发电机24包括b+端子30，所述b+端子使用导电电缆34连接到电池28的正极端子32，从而给电池28充电。每个交流发电机24还包括接地电缆36，以用于交流发电机的接地。例如，接地电缆36可以提供每个交流发电机24的外壳或外罩与车辆底盘之间的电连通,从而使交流发电机接地。每个交流发电机24还包括用于电信号通信的连接器38、40、42、51。第一连接器38在本文中还称为“a”连接器，而第二连接器40在本文中还称为“b”连接器。a连接器和b连接器是允许如下文进一步所述三态逻辑的高阻抗节点。第三组连接器42是提供与车辆20的数字通信网络44的连接的通信节点。连接器42从而提供交流发电机24与处理器46之间的数字通信，所述处理器也与数字通信网络44进行通信。处理器46可以是用于车辆20的主电子控制单元或者可以是辅处理器，并且可以位于车辆20内的任何适当位置。在图示的实施例中，交流发电机24包括采用感测电路50形式的传感器，所述感测电路50是电子电压调节器的一部分并且用于感测交流发电机所产生的相电压。单相电压将具有正弦波形。因此，通过感测单相电压，可以确定交流发电机的转速和相电压的频率。图1中还示出了车辆20的点火开关48。常规点火开关通常包括至少四个位置，即关闭、附属设备、接通和启动位置。点火开关48至少包括关闭、接通和启动位置。点火开关48经由连接器51连接到交流发电机。如图1中所示，三个交流发电机24中每个交流发电机的a连接器和b连接器各自以独有的方式连接。如下文更详细描述，这样可独有地识别每个交流发电机，从而每个交流发电机可基于a连接器和b连接器的独有连接来利用独有的地址进行数字通信。当车辆20正常工作并且给a连接器和b连接器产生信号的电路未受损时，图1中所示的交流发电机24的a连接器和b连接器均连接到产生较高电压信号的线路或产生较低电压信号的线路。在图1中，交流发电机“二”具有与高电压线路相连的连接器a以及也与高电压线路相连的b连接器。更确切地说，对于交流发电机“二”，连接器a连接到感测电池28的电压的线路，而连接器b在交流发电机的b+端子30处连接到在交流发电机与电池之间延伸的线路34。应注意，用于交流发电机“二”连接器a的连接类似于常规交流发电机的常规遥感连接(端子s)，用于感测电池电压。图1中的交流发电机“三”具有在交流发电机的b+端子30处连接到线路34的连接器a，所述线路34延伸在交流发电机与电池之间，从而接收高电压信号。交流发电机“三”的连接器b接地，从而接收低电压信号。连接器b的接地可以是通过将其与接地电缆36直接连接、或通过与交流发电机外壳的连接而与接地电缆36间接连接、或通过独立接地电缆连接到车辆底盘、或者其他接地结构或连接来实现。用于图1中交流发电机“四”的连接方式是颠倒连接器a和b的连接，以便连接器a接收低电压输入，并且连接器b接收高电压输入。应注意，车辆20仅包括三个交流发电机，并且这三个交流发电机均不列作交流发电机“一”。这点可参照下表1来最好地理解，表1中设定了图示实施例中交流发电机的命名/编号规则。表1：交流发电机编号连接器a连接器b一a或b输入为浮置a或b输入为浮置二11三10四01五00在此逻辑表中，1表示高电压输入信号，0表示低电压输入信号，并且浮置表示连接器未连接到外部电路或者执行连接的线路断开的状况。现在来看将基于连接器a和b的输入而分配给交流发电机的编号或地址，如果连接器a或连接器b处于浮置状况，则将向交流发电机分配地址“一”。如果连接器a和连接器b均接收高电压输入信号，则将向交流发电机分配地址“二”。如果连接器a接收高电压输入信号并且连接器b接收低电压输入信号，则将分配地址“三”。表1还设定了用于交流发电机“四”或“五”的编址条件。如果采用更多数量的交流发电机并且仅使用两个连接器无法实现足够数量的独有连接，则可以采用更多数量的连接器。类似地，也可以仅使用单个连接器a或b来为多个交流发电机中的每个交流发电机提供独有地址。例如，在单个连接器式布置中，一个交流发电机可以连接成在该单个连接器处接收低电压输入信号，第二交流发电机可以连接成在该单个连接器处接收高电压输入信号，并且第三交流发电机(如果车辆包括第三交流发电机的话)可以连接成在该单个连接器处接收浮置输入信号。在图示的实例中，处理器46和交流发电机24配置成使得在车辆20的工作期间向交流发电机24分配基于连接器a和b连接方式的地址。这样就可使用具有相同设计的交流发电机24，其能够安装在三个不同交流发电机位置中任一个位置但同时仍然能够独有地被处理器46识别。这样，就可通过为每个交流发电机提供独有地址而便于处理器46与交流发电机24之间进行有效通信。此外，如果其中一个交流发电机发生故障，则为每个交流发电机提供独有地址的所述方法通常能够生成可识别是哪一个交流发电机发生了故障的故障报告，从而便于车辆的高效维修。如下文进一步所述，还可以提供关于连接到交流发电机的线路的某些诊断信息。当向交流发电机分配地址时，地址可以被冻结(锁定)或未冻结(未锁定)，其中，对于冻结的地址，交流发电机将不改变地址，即便在a连接器和b连接器处接收的输入信号与地址不一致时也是如此。如果地址是未冻结(或未锁定)的，则至少能够在一些情况下改变交流发电机的地址。在工作期间，处理器46定期地请求每个交流发电机24验明自身，并且提供某些信息。在图示的实施例中，这种定期请求包括提供关于连接器a和b故障状态信息的请求。处理器46和交流发电机24可以利用局域互联网络(“lin”)串行网络协议来进行通信。lin是通常用于车辆数字网络中的标准化通信协议。在工作期间，可以在交流发电机的地址冻结之前请求交流发电机24发送更新交流发电机a和b连接器故障状态的消息。表2列出了具有未冻结/未锁定地址的单个交流发电机的连接器a和b的各种可能的输入，并且给出了当交流发电机生成对交流发电机故障状态的处理器请求进行回复的消息时该交流发电机的地址以及该交流发电机使用的连接器a和b的故障状态。在此表中，地址栏给出了交流发电机基于在a连接器和b连接器处接收的输入而给其本身分配的地址。在此方面，应注意，1表示高电压输入信号；0表示低电压输入信号；并且浮置表示连接器处于浮置或未连接状况。对于a和b连接器的故障状态，0表示无故障状况，并且1表示故障状况。如表2中所示，对于具有未冻结地址的交流发电机，产生浮置状况的任何连接器输入会导致地址“一”，并且导致具有浮置状况的连接器为故障状况。如上所述，图示实施例中的三个交流发电机连接成使得，如果每个连接正确工作，则交流发电机地址将为二、三和四，并且三个交流发电机24均不具有地址一。因此，如果交流发电机报告其地址是一，则这意味着在交流发电机“一”处与a或b连接器的连接已经失效或者a或b连接器所连接的线路断开。如果所有其他交流发电机均正确工作并且为其自身分配了适当的地址，则还将可以通过排除法来识别哪个交流发电机为其自身分配了地址“一”。例如，如果三个交流发电机报告其地址为一、二和四，则发生故障并且报告其地址为一的那个交流发电机是交流发电机三。表2：未冻结/未锁定消息矩阵以下给出的表3类似于表2，但具体是针对具有冻结/锁定地址“二”的交流发电机。为了使用表1中的逻辑来生成地址“二”，a和b连接器均要具有高电压输入。由于地址已冻结，交流发电机会报告其地址为“二”，即便在a和b处的输入与该地址不一致时也如此。由表3还可知，如果输入与生成冻结地址的输入不一致，则交流发电机将报告输入信号与冻结/锁定地址不一致的那个连接器为处于故障状况。此报告可便于对造成故障状况产生的问题进行有效修复。表3：冻结/锁定消息矩阵参考图2中的流程图可以最好地理解在车辆20中给每个交流发电机分配地址以及随后冻结或锁定地址的过程。图2中示出的过程对于多个交流发电机24中的每个交流发电机分别且独立地执行，并且此附图示出对于单个交流发电机的过程。有利的是，此过程是由安装在交流发电机24内或安装在交流发电机24上的适当编程的处理器执行的，但也可以使用安装在车辆中远离交流发电机的处理器来执行。方框52表示交流发电机处于闲置休眠模式中的状况。进展到方框54表示此过程首次开始，并且对应于车辆首次启动或者在车辆工作期间交流发电机从休眠模式唤醒。一旦从处理器46收到唤醒的lin通信、或者收到表明点火开关处于启动位置的信号、或者收到表明已经超出rpm或其他工作参数阈值的信号，交流发电机就被唤醒并且进入方框54表示的激活模式。进入激活模式之后，交流发电机确定连接器a和b处的输入信号状态，如方框56所示。交流发电机随后评估交流发电机地址是锁定/冻结还是未锁定/未冻结，如方框58所示。由于在交流发电机进入休眠模式中时该交流发电机的地址是未冻结地址，因此在唤醒和进入激活模式之后交流发电机的地址将在第一次循环是未冻结地址。如果地址是未冻结地址，则此过程将继续到方框62。如果交流发电机的地址已经冻结，则交流发电机将继续到方框60。在方框60处，交流发电机将基于交流发电机的冻结地址来确定a连接器和b连接器的故障状态，并且在发送到处理器46中的消息中报告此信息。此过程随后继续到方框66。如果地址未冻结并且此过程继续到方框62，则将评估至少一个工作参数的状态，以确定是否满足对地址冻结的预定要求。在图示的实施例中，该预定要求是交流发电机产生的相电压的频率大于100hz。交流发电机产生的相电压的频率随交流发电机的转速(在本文中也称为交流发电机的速度)改变。因此，所述频率是交流发电机速度的间接度量指标。必须满足的阈值频率的水平可以设定成对应于交流发电机处于正常工作速度或以上，从而对应于内燃发动机处于正常工作速度或以上。尽管必须满足的预定要求可以仅为单个条件(例如交流发电机产生的相电压的频率)，但是可以替代地要求满足多个条件。例如，预定要求可以额外地还要求点火开关处于“接通”位置。就这点而言，应注意，当点火开关处于启动位置并且起动机正从电池提取电流以起动发动机时，通常不希望冻结交流发电机的地址。当起动机正提取电流以起动发动机时，由于起动机的电流提取会产生电压降，因此会在连接到a或b连接器并且本应具有高电压信号的线路上产生虚假的低电压。这会导致连接器在发动机起动期间接收低电压信号，而它通常在车辆工作期间本应接收高电压信号。还应注意，尽管图示的实例依赖于交流发电机产生的电流的频率来间接评估交流发电机速度，但是可以替代地使用测量交流发电机速度的其他方法。例如，可以使用旋转变压器来更直接地测量交流发电机的转速，并且可以将预定转速用作冻结交流发电机地址的预定要求或者预定要求的条件之一。在其他实施例中，代替交流发电机速度或处理交流发电机速度以外，可使用其他条件。例如，所述预定要求可以要求交流发电机产生的电压在预定时间段内保持在预定范围内。阈值电压和时间段可以设定成使此条件对应于车辆的正常工作，并且防止了当交流发电机产生的电流相较于正常工作条件而言显著激增或降低时地址在发动机起动期间被冻结。也可以使用替代的车辆工作参数来确保当车辆处于正常工作状态时地址被冻结。如果满足方框62的预定要求，则此过程继续到方框64，在该方框64处，评估连接器a和b的输入状态并且用其来向交流发电机分配地址。此地址随后被冻结，并且评估a和b连接器的故障状态并且将其通信到处理器46。此过程随后继续到方框66。如果不满足方框62的预定要求，则此过程继续到方框68而不是方框64。在方框68处，交流发电机基于a和b连接器处的输入信号向自身分配地址，然后确定a和b连接器的故障状态。地址不冻结，而是标记成未冻结/未锁定。应注意，在方框60和64处，交流发电机确定a和b连接器是否收到与交流发电机的冻结地址一致的信号，并且以表3中所示的方式确定连接器的故障状态。在方框68处，向交流发电机分配未冻结地址，并且根据表2确定a和b连接器的故障状态。现在回到图2中的流程图的讨论，应注意，在方框60、64和68之后此过程均继续到方框66。在方框66处，交流发电机确定其是应维持在激活/唤醒模式，还是应进入休眠模式。在图示的实施例中，交流发电机进入休眠模式之前必须满足两个条件。在预定时间段内不得存在来自处理器46的通信，并且交流发电机产生的电流必须在阈值频率(例如，图示实例中的50hz)以下。这两个条件均表明发动机停止。在正常工作期间，处理器46将继续发送请求交流发电机状态的消息，并且如果在正常时间范围内未收到任何这种消息，则表明车辆关闭。如上所述，相电压的频率与交流发电机速度直接相关，并且当发动机正停止时其速度将降低，导致交流发电机的转速减慢。因此，相电压的频率也将降低。在方框66处的阈值频率可设定为低于因发动机处于空转速度而产生的频率，从而表明发动机正减慢到停止。如果不满足进入休眠模式的条件，则此过程将返回到方框56，在该方框56处，交流发电机将再次执行对连接器a和b处输入信号进行评估的循环。如图2所示，一旦交流发电机具有冻结地址，则将通过方框56、60和66继续执行循环，以更新并且报告连接器a和b的故障状态并且确定交流发电机是否应进入休眠模式。如图2还可知，交流发电机将继续返回到方框62，并且确定是否满足冻结交流发电机地址所需的预定条件，直到交流发电机冻结其地址为止。如果在方框66处满足了进入休眠模式所需的条件，则此过程将继续到方框52。在方框52处，交流发电机将解冻并且清除当前分配给交流发电机的地址，然后进入休眠模式。尽管已经示例性地描述了本发明，但是本发明可以在本公开的实质和范围内进一步修改。因此，本申请旨在涵盖使用本发明一般原理对本发明进行的任何变化、使用或改造。当前第1页12