电压调节系统的制作方法

本发明涉及一种电压调节系统，特别涉及一种车用交流发电机的电压调节系统。

背景技术：

在智慧化车辆的潮流下，越来越多的电子控制单元(Electronic Control Unit；ECU)被导入到汽车中。2000年后，一辆普通轿车所设置的电子控制单元其平均数量可达到四十个，而在高级汽车上，甚至设置有超过一百个电子控制单元。为了使这些电子控制单元能够在一个共同的环境下协调工作，车载通信网络应运而生。

目前，世界上各车厂所采用的车用网络，依照协议特性与数据传输速率的不同，可分为区域互联网络(Local Interconnect Network；LIN)、控制局域网络(Controller Area Network；CAN)、多媒体导向传输系统(Media Oriented System of Transport；MOST)等等。由于各个电子控制单元负责不同功能，因此所适用的车载通信协议也不尽相同，其中负责一般功能的大部分的电子控制单元主要使用区域互联网络与控制局域网络，多媒体导向传输系统则主要适用于负责多媒体传输的电子控制单元。

以车辆中发电机(alternator)内的电压调节器来说，目前市场上采用远程控制(remote control)的电压调节器其通信协议主要采用区域互联网络、路边基地台与车辆间的通信网络(Roadside-Vehicle Communications；RVC)等等来达到电压调节或功能控制的效果。因此，当需与车辆中采用控制局域网络的电子控制单元进行通信时，电压调节器与电子控制单元之间需要另外设置一个接口转换装置才能使得电压调节器与电子控制单元能顺利地沟通，以达到控制电压调节器功能。

技术实现要素：

考虑到额外设置一个接口转换装置不仅会提高汽车的生产成本，还会增加整体系统装置的体积，本发明提供了一种电压调节系统。这种电压调节系统适用于汽车发电机，且包括电压调节器、微控制器与CAN(Controller Area Network；CAN)收发器。电压调节器连接于车用的交流发电机，微控制器连接于电压调节器，且CAN收发器连接于微控制器。微控制器通过CAN收发器直接地接收由一电子控制单元发出的信号，并根据所述信号对电压调节器进行相应地控制，或者微控制器接收电压调节器传来的一数据信号后，直接地通过CAN收发器将所述数据信号传送给一电子控制单元。

另外，本发明还提供了另一种电压调节系统。这种电压调节系统同样适用于汽车发电机，且包括一电压调节器。此电压调节器连接于车用的交流发电机，并包括微控制器与CAN收发器，其中CAN收发器连接于微控制器。微控制器通过CAN收发器直接地接收由一电子控制单元发出的信号，并根据所述信号于电压调节器内部进行相应的控制，或者微控制器将与电压调节器相关的一数据信号直接地通过CAN收发器传送给一电子控制单元。

本发明所提供的电压调节系统由于本身即具有CAN收发器，因此在与采用CAN通信协议的电子控制单元沟通时，无需通过额外设置的接口转换器进行通信，也无需根据电压调节系统中电压调节器所适用的通信协议另外设置采用相同通信协议的电子控制单元来进行通信。如此一来，本发明所提供的电压调节系统便能协助降低汽车的生产成本，整体系统装置的体积也会比较小。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是这些说明与附图说明书附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利要求作任何的限制。

附图说明

图1-图3分别为根据本发明一例示性实施例示出的电压调节系统的方框图。

具体实施方式

在下文将参看附图更充分地描述各种例示性实施例，在附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供这些例示性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范围。在诸附图中，类似数字始终指示类似组件。

将理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种组件或部件，但这些组件或部件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个组件或部件与另一组件或部件。因此，下述讨论的第一组件或第一部件，在不脱离本发明的教示下，可被称为第二组件或第二部件。

[电压调节系统的一实施例]

本实施例所提供的电压调节系统适用于汽车内的交流发电机，主要特色在于其系统架构整合了电压调节器、微控制器与CAN(Controller Area Network；CAN)收发器，以能直接地与车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元(Electronic Control Unit；ECU)进行通信。

请参照图1，图1为根据本发明一例示性实施例示出的电压调节系统的方框图。

如图1所示，本实施例所提供的电压调节系统包括电压调节器22、微控制器(Micro Controller Unit；MCU)24与CAN收发器26。电压调节器22连接于车用的交流发电机10，微控制器24连接于电压调节器22，且CAN收发器26连接于微控制器24。

本实施例所提供的电压调节系统的工作原理为，通过CAN收发器26，微控制器24直接地接收由车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2发出的一信号，并根据所接收的信号来对电压调节器22进行相应地控制。再者，于微控制器24接收电压调节器22传来的一数据信号后，也能通过CAN收发器26将所接收的数据信号传送给车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2。换句话说，正是由于电压调节系统具有CAN收发器26，因此微控制器24能直接地接收由车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2发出的一信号，或者能直接地将一数据信号传送给车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2，而不用通过任何设置于电压调节系统外的接口转换器来进行信号的传递与接收。

基于前述的工作原理，车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2便能够直接地对本实施例所提供的电压调节系统进行控制，进而控制汽车发电机1。也就是说，本实施例所提供的电压调节系统能直接地适用于采用CAN通信协议的车种，在不依赖额外设置的接口转换器的情况下，采用CAN通信协议的车种内的电子控制单元便能控制电压调节器，也能获取电压调节器的运行状态。

比起额外设置接口转换器的做法，或者比起另外设置一个采用与电压调节器相应的通信协议的电子控制单元的做法，本实施例所提供的电压调节系统具有简易的系统设计，因此系统设计成本较低。此外，本实施例所提供的电压调节系统取代了额外设置的接口转换器或额外设置的适用于其他通信协议的电子控制单元，等同于省去了这类外挂设备的设置空间。

值得注意的是，本发明对于微控制器24与电压调节器22连接的端口其类型并不限制。举例来说，微控制器24与电压调节器22连接的端口可属于UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器；UART)接口，即，微控制器24与电压调节器22两者间采用串行传输通信协议进行通信。或者，微控制器24与电压调节器22连接的端口可属于I2C(INTER IC BUS，I2C总线；I2C)界面。即，微控制器24与电压调节器22两者间采用一种三线制的串行传输方式进行通信。又或者，微控制器24与电压调节器22连接的端口可属于SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口；SPI)接口，或是属于I/O(In/Out，输入/输出)接口。需说明的是，本领域中技术人员应熟悉前述UART、I2C、SPI与I/O等通信方式，故于此便不对所述多个通信方式的相关细节多作描述。

除此之外，本发明对于电压调节器22内部的电路结构亦不限制。举例来说，电压调节器22内部用以控制场电流的晶体管可为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor；MOSFET)或是双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor；BJT)。

[电压调节系统的另一实施例]

请参照图2，图2为根据本发明另一例示性实施例示出的电压调节系统的方框图。

本实施例所提供的电压调节系统与图1所示出的电压调节系统之间具有类似的系统架构与工作原理，因此于以下说明中将仅就差异之处作说明，其余于以下叙述中未经描述的细节请参照前述实施例的说明。

本实施例所提供的电压调节系统与图1所示出的电压调节系统之间的主要差异在于，如图2所示，本实施例所提供的电压调节系统还包括了一个LIN(Local Interconnect Network；LIN)收发器23，此LIN收发器23连接于电压调节器22与微控制器24之间。如前述，本发明对于微控制器24与电压调节器22连接的端口其类型并不限制。因此，将一LIN收发器23设置于电压调节器22与微控制器24之间是为了使得采用LIN通信协议的电压调节器能够适用于本实施例所提供的电压调节系统。

相较于CAN通信，LIN通信是采用单线传输，其通信芯片内硬件或软件的成本较低。因此，虽然LIN通信的信号传输的带宽较低且数据传输速率较低，但却有助于降低系统的建置成本。于一车辆中，多数电子控制单元之间的通信以及多数电子控制单元与各车载系统之间的通信是采用CAN通信协议。然而，于各车载系统内部，其信号传输并不需要很高的带宽，因此，于本实施例中，电压调节器22为采用LIN通信协议的电压调节器(即，电压调节器22与微控制器24之间是采用LIN通信协议)，以降低系统的建置成本。

于本实施例中，微控制器24通过CAN收发器26接收由电子控制单元传来的控制信号后，便能通过LIN收发器23将所接收的控制信号进行转换，接着再将其传送至电压调节器22。

本实施例所提供的电压调节系统与图1所示出的电压调节系统之间的另一个差异在于，由于CAN通信具有高速的数据传输速率(可达250KB-500KB)，因此于图1所示出的电压调节系统中，微控制器24必须是一个高端(high-end)的微控制器，如：16bit的微控制器或是32bit的微控制器；然而，于本实施例所提供的电压调节系统中，电压调节器22与微控制器24之间是采用LIN通信协议，由于LIN通信的信号传输的带宽较低且数据传输速率较低，因此微控制器24便不需采用高端的微控制器，而可采用低端的微控制器，如：8bit的微控制器。

因此，本实施例所提供的电压调节系统由于使用了采用LIN通信协议的电压调节器与低端的微控制器，因此即便多设置了一个LIN收发器23，与图1所示出的电压调节系统相较，其系统的建置成本仍是较低。

[电压调节系统的另一实施例]

请参照图3，图3为根据本发明另一例示性实施例示出的电压调节系统的方框图。

本实施例所提供的电压调节系统与图1与图2所示出的电压调节系统之间具有类似的系统架构与工作原理，因此于以下说明中将仅就差异之处作说明，其余于以下叙述中未经描述的细节请参照前述实施例的说明。

本实施例所提供的电压调节系统和图1与图2所示出的电压调节系统之间的主要差异在于，本实施例所提供的电压调节系统即是以电压调节器22来实现。如图3所示，电压调节器22连接于汽车发电机1内的交流发电机10，而微控制器24与CAN收发器26则是设置于电压调节器22内部。于电压调节器22内CAN收发器26与微控制器24连接，通过CAN收发器26，微控制器24直接地接收由车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2发出的一信号，并根据所接收的信号于电压调节器22内部进行相应的控制。再者，微控制器24也能将与电压调节器22相关的一数据信号直接地通过CAN收发器26传送给车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2。

基于前述的工作原理，于本实施例中，电压调节器22本身即可直接地接收由车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2发出的一信号，或者直接地将一数据信号传送给车辆内采用CAN通信协议的电子控制单元2。但需说明的是，于本实施例中，由于微控制器24除了要处理电压调节系统与电子控制单元2之间的信号传递以及进行相应的控制，还必须作为电压调节器22自身的微控制器(如本领域中所应理解，一般来说，车辆内的电压调节器内部都具有自身的微控制器)，因此微控制器24必须是一个高端(high-end)的微控制器。

由于系统建置的困难度以及高端微控制器的采用，相较于图1与图2所示出的电压调节系统，本实施例所提供的电压调节系统会具有较高的系统建置成本。尽管如此，本实施例所提供的电压调节系统能够节省更多的系统设置空间。

[实施例的可能技术效果]

根据前述说明，本发明所提供的电压调节系统最主要的优势即在于能直接地适用于采用CAN通信协议的车种，在不依赖额外设置的接口转换器的情况下，采用CAN通信协议的车种内的电子控制单元便能控制电压调节器，也能获取电压调节器的运行状态。

除此之外，比起额外设置接口转换器的做法，或者比起另外设置一个采用与电压调节器相应的通信协议的电子控制单元的做法，本发明所提供的电压调节系统具有简易的系统设计，因此系统设计成本较低，且正因为本发明所提供的电压调节系统能够取代额外设置的接口转换器或额外设置的适用于其他通信协议的电子控制单元，本发明所提供的电压调节系统成功地省去了这类外挂设备的设置空间。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的权利要求。