汽车智能发电机输出电流闭环控制方法及系统与流程

1.本发明涉及发电机控制领域，具体涉及一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法及系统。


背景技术：

2.在全球能源日趋紧张，环境压力日益增大，汽车节能工作受到世界各国的普遍重视的大背景下，需要调整发电机，以降低行车所需油耗。
3.目前大多数燃油汽车在行驶过程中，发电机会随发电机运转始终发电，但是其产生的电能，并会完全得到使用，这样就造成了发电机额外的附属能量的损失，进而降低了了车辆运行时的燃油经济性。
4.部分车厂对发电机进行所谓的智能化控制，在传统发电机基础上对发电机调节器进行改进设计，用lin总线或pwm控制指令控制调节器的励磁电流，从而控制器输出电压。达到发电机输出电压可控，输出与否可控。
5.传统发电机发电量不可控，不利于能耗节省、蓄电池保护和动力性优化。因为智能发电机最终只能通过整车的电源控制器(pcu)或整车控制器(hcu或vcu)等控制其输出电压，针对发电机这个被控对象，只能控制其电压，而对于电流不可知不可控，属于开环控制。因此，现有的已公布的控制策略，针对智能发电机控制基于开路电压，为开环控制，无法定量优化发电机的电流输出。
6.进一步的，有提出对发电机的输出电源线接一个电流传感器，pcu 根据电流传感器的反馈值来对智能发电机进行闭环控制，但这样的系统设计方案至少会增加一个电流传感器的成本。
7.因此，亟需一种不需要外接额外的传感器的控制发电机输出电流的方法。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法及系统，能够在不需要外接额外的传感器的情况下，实现发电机输出电流的闭环定量控制。
9.为达到以上目的，第一方面，本发明实施例提供一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法
10.在不同的发电机的运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，测量对应的输出电流，以构建励磁电流值、发电机转速、输出电压与输出电流之间的对应关系，其中，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并输出不同的输出电压的模式；
11.根据当前发电机的转速以及输出电压，确认当前的运转模式，并获取当前的励磁电流值，得到当前的输出电流；
12.获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值；
13.以目标励磁电流值向发电机供电。
14.作为一个优选的实施方案，所述在发电机的不同运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，测量对应的输出电流，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并提供不同输出电压的模式，包括：
15.获取发电机最大转速与最小转速、发电机输出电压最大值与最小值，确认发电机转速范围以及发电机输出电压范围；
16.等分所述发电机转速范围以及发电机输出电压范围，得到多个等分节点，所述节点包括多个发电机转速节点以及多个发电机输出电压节点；
17.配置每个发电机输出电压节点对应不同的发电机转速节点，设为不同的运转模式。
18.作为一个优选的实施方案，在所述测量对应的输出电流之后，包括：
19.在不同的温度下，确认不同的发电机运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系。
20.作为一个优选的实施方案，所述在不同的温度下，确认不同的发电机运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系，包括：
21.测量发电机工作环境的最高温度以及最低温度，得到发电机工作环境的温度范围；
22.等分所述温度范围，得到多个温度节点；
23.在不同的温度节点下，确认不同的运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系。
24.作为一个优选的实施方案，所述获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值，包括：
25.获取需要调节的目标电流值，根据发电机输出电压，发电机输出转速，确认发电机的运转模式；
26.根据发电机温度、目标电流，查表找到对应的目标励磁电流值；
27.以所述目标励磁电流值向发电机供电。
28.作为一个优选的实施方案，通过控制器调节励磁电流，所述控制器包括电源控制器pcu、整车控制器vcu或hcu。
29.作为一个优选的实施方案，根据所述运转模式、励磁电流值与发电机输出电流值的对应关系，建立发电机转速—发电机输出电压—励磁电流—发电机输出电流的关系。
30.作为一个优选的实施方案，已知发电机转速、发电机输出电压、励磁电流以及发电机输出电流任意两个参数，确认另外两个参数，并控制发电机运转。
31.第二方面，本发明实施例还提供一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制装置，其包括：
32.测量模块，用于在发电机的不同运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，测量对应的输出电流，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并提供不同输出电压的模式，；
33.状态查询模块，用于根据当前发电机的转速以及输出电压，确认当前的运转模式，并获取当前励磁电流值，得到当前的输出电流；
34.状态比对模块，用于获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励
磁电流值；
35.运转模块，用于以目标励磁电流值向发电机供电。
36.作为一个优选的实施方案，所述测量模块还用于：
37.测量发电机工作环境的最高温度以及最低温度，得到发电机工作环境的温度范围；
38.等分所述温度范围，得到多个温度节点；
39.在不同的温度节点下，确认不同的发电机运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系。
40.与现有技术相比，本发明的优点在于：
41.能够在发电机向外输出电压时，确认发电机的运转状态以及输出电流，并进一步的在需要调整输出电流时，能够直接进行调整，实现了基于b+输出电流的智能发电机闭环控制，无需额外新增电流传感器，这样在不需要外接额外的传感器的情况下，能进行发电机输出电流(b+端电流)的定量控制。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例对应的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为本发明实施例一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法实施例的步骤流程图；
44.图2为本发明实施例一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法实施例的另一步骤流程图。
具体实施方式
45.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
46.参见图1所示，本发明实施例提供一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法及系统，其通过确认发电机的转速、输出电压、励磁电流以及输出电压的四者之间的关系，在需要调整发电机输出电流时候，能够无需额外传感器的，直接对于发电机的转速、输出电压、励磁电流进行调整。
47.为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：
48.s1，在不同的发电机的运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，测量对应的输出电流，以构建励磁电流值、发电机转速、输出电压与输出电流之间的对应关系，其中，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并输出不同的输出电压的模式。
49.当需要发电机运转时，发电机一般仅仅以输出电压作为目标值运作，并不关心输出电流大小，本案进一步确定发电机建励磁电流值、发电机转速、输出电压与输出电流之间的对应关系，以便后续的输出电流调节。
50.具体的，在发电机的不同运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，测量对应的输出电流，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并提供不同输出电压的模式，包括：
51.获取发电机最大转速与最小转速、发电机输出电压最大值与最小值，确认发电机转速范围以及发电机输出电压范围；
52.等分所述发电机转速范围以及发电机输出电压范围，得到多个等分节点，所述节点包括多个发电机转速节点以及多个发电机输出电压节点；
53.配置每个发电机输出电压节点对应不同的发电机转速节点，设为不同的运转模式。
54.举例来说的，确认四者关系的方式为：
55.依据发电机自身特性和实车使用需要，获取发电机的转速范围，确认其最大值与最小值。在最小转速和最大转速之间等分，设定一定的间隔，如500rpm，得到多个发电机的转速节点。
56.同样的，发电机能够输出电压的控制范围，确认其最大值与最小值，在最小值与最大值之间等分，设定一定间隔。(如22v
‑
32v，每伏电压一个档位),联合发电机的转速节点，建立二维表格，发电机的每个电压节点和任一转速节点对应一个“电压转速模块”，即一个运转模式。其中二维表格如表1：
[0057][0058][0059]
表1
[0060]
进一步的，在一个电压转速模块内，即一个运转模式下，确认整车的工况联系发电机的特性，确认励磁电流的范围。同样按照一定的间隔，在励磁电流最大值与最小值之间取节点，得到励磁电流值节点，在发电机各个运转模式下，尝试以不同的负载电流即发电机电流运行，并测量发电机的励磁电流。依照表1得到表2：
[0061][0062]
表2
[0063]
根据上表，可以很快得出发电机在哪一转速下，提供哪一输出电压，并以哪一励磁电流，可以得到多少的输出电流，即确认了发电机中转速、输出电压、励磁电流以及输出电流四者之间的关系。
[0064]
进一步的，本发明实施例在不同的温度下，还会确认不同的发电机运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系：
[0065]
测量发电机工作环境的最高温度以及最低温度，得到发电机工作环境的温度范围；
[0066]
等分所述温度范围，得到多个温度节点；
[0067]
在不同的温度节点下，确认不同的运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系。
[0068]
需要说明的是，发电机的转速、电压作为一个预装模式的基本条件，其能够较大的影响发电机的输出电流，而其他参数影响较小，是可选的测量条件。如温度、气压等等均可以作为运转模式下测量输出电流条件，在本发明实施例需要精度更高的发电机输出电流时候，可以将发电机的其他参数考虑进去，以更加细致的调整输出电流。
[0069]
具体的，获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值，包括：
[0070]
获取需要调节的目标电流值，根据发电机输出电压，发电机输出转速，确认发电机的运转模式；
[0071]
根据发电机温度、目标电流，查表找到对应的目标励磁电流值；
[0072]
以所述目标励磁电流值向发电机供电。
[0073]
s2，根据当前发电机的转速以及输出电压，确认当前的运转模式，并获取当前的励磁电流值，得到当前的输出电流。
[0074]
在整车处于运行状态时，发电机也运行，车载的控制器，如电源控制器pcu、整车控
制器vcu或hcu，获取发电机的转速、输出电压，进而确认发电机当前所处的运转模式，通过查找步骤s1中确认的，“输出电压
‑
转速
‑
励磁电流
‑
输出电流”，控制器能够得出，当前发电机的输出电流。
[0075]
s3，获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值。
[0076]
当整车需要调整为其他用电模式时候，如节电模式、高性能模式等等，需要调整发电机的输出电流的时候，控制器可以首选获取需要配置的发电机输出的目标电流值，然后对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值。
[0077]
即，已知发电机转速、发电机输出电压、励磁电流以及发电机输出电流任意两个参数，确认另外两个参数，并控制发电机运转。
[0078]
s4，以目标励磁电流值向发电机供电。
[0079]
在确认目标励磁电流值后，即可向发电机进行供电，而发电机运转模式已经确定，在“输出电压
‑
转速
‑
励磁电流
‑
输出电流”对应关系下，三个数字确定。发电机再收到目标励磁电流值，并让会产生目标电流值的输出电流。
[0080]
如图2所示，本发明实施例进一步举例，以pcu获取并调节当前发电机的输出电流为例：
[0081]
t1，pcu通过总线、硬线，从相关设备上获取发电机的转速、发电机的温度、以及发电机的输出电压等等信号；
[0082]
t2，pcu根据发电机的输出电压、发电机的转速、确定对应的“电压转速模块”(及运转模式)；
[0083]
t3，pcu根据发电机的温度、发电机的励磁电力，在查找得到的“电压转速模块”下查找对应的输出电流值；
[0084]
t4，pcu记录当前的输出电流；
[0085]
t5，整车用电环境变化或者其他情形，需要调节输出电流时，pcu 获取需要调节的目标电流值，根据发电机的输出电压，发电机的输出转速，确认发电机的“电压转速模块”；
[0086]
t6，pcu根据发电机温度、目标电流值，通过“转速
‑
输出电压
‑ꢀ
励磁电流
‑
输出电流”四者关系，查找得到发电机的励磁电流的数值。
[0087]
t7，pcu将查找得到的励磁电流的数值，发送给发电机的相关控制模块，发电机依照该励磁电流的数值输出。
[0088]
需要说明的是，本发明实施例中的软件载体，可以集成在整车控制器vcu或hcu中，或者集成在能源管理控制器pcu中，或者在发动机控制器eecu或车身控制器bcm等内部，通过总线信号或硬线来控制相关部件。以上均在本方案的范围内。
[0089]
实施例中24v电压举例主要适用于商用车。如果为12v电系，可以只更改标定量，控制方法不变。
[0090]
表1和表2中的发电机各个范围的划分间距，在前述描述中为应用举例，特定间距的等分或非等分划分，均为本方案的范围内，包括发电机输出转速范围的划分，以及发电机输出电压的划分、励磁电流的划分。
[0091]
基于同一发明构思，本发明还提供一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制装置，其包括：
[0092]
测量模块，用于在发电机的不同运转模式下，以不同的励磁电流值向发电机供电，
测量对应的输出电流，所述不同运转模式为发电机以不同的转速运转并提供不同输出电压的模式，；
[0093]
状态查询模块，用于根据当前发电机的转速以及输出电压，确认当前的运转模式，并获取当前励磁电流值，得到当前的输出电流；
[0094]
状态比对模块，用于获取目标电流值，并对应当前的运转模式，查找对应的目标励磁电流值；
[0095]
运转模块，用于以目标励磁电流值向发电机供电。
[0096]
所述测量模块还用于：
[0097]
测量发电机工作环境的最高温度以及最低温度，得到发电机工作环境的温度范围；
[0098]
等分所述温度范围，得到多个温度节点；
[0099]
在不同的温度节点下，确认不同的发电机运转模式下励磁电流值与发电机负载电流值的对应关系。
[0100]
前述方法实施例中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的系统，通过前述方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中系统的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
[0101]
总体来说，本发明实施例提供的一种汽车智能发电机输出电流闭环控制控制方法及系统，通过确认发电机的转速模块，并在各个转速模块下，测量对应不同励磁电流的输出电流，得到了转速、输出电压、励磁电流、输出电流四者的关系，能够从多个维度方面控制阀发电机的运行，主要的，能够在不需要外接额外的传感器的情况下，实现发电机输出电流的闭环定量控制。
[0102]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0103]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和 /或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0104]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0105]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0106]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。