CN111923852A - 一种车辆发电机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆发电机的控制方法及装置，其中方法包括实时获取车辆的运行数据；在车辆智能供电模式运行时，控制发电机与动力电池共同向重要负载进行供电；当运行数据满足单独供电条件时，控制动力电池向常规负载单独供电；当运行数据满足并联供电条件时，控制发电机与动力电池共同向常规负载进行供电；其中，重要负载至少包括发动机点火系统负载、制动防抱死系统负载、电子稳定程序系统负载、发动机控制器负载；常规负载至少包括起动机负载、空调负载。本发明实施例提供的车辆发电机的控制方法及装置，通过设置发电机与动力电池配合动作，对车辆不同用电器负载采用有针对性的供电策略，能够提高动力电池的使用率，从而提升车辆的节能效果。

Description

一种车辆发电机控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，尤其是涉及一种发电机控制方法及装置。

背景技术

现如今的车辆在运行过程中，发动机控制器根据车辆工况输出电压信号给发电机控制器，发电机控制器调节发电机的输出电压，对整车用电器进行供电，提升车辆的行驶性能。但是，将发电机作为车辆的核心供电部件为整车的用电器输出电能，这会使得发电机控制器的资源占用率较高，导致车辆动力电池的使用率较低，节能效果差。

发明内容

本发明实施例提供了一种发电机控制方法及装置，以解决现有的发电机控制器的资源占用率较高的技术问题，通过设置发电机与动力电池的配合供电策略，能够提高动力电池的使用率，从而提升车辆的节能效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆发电机的控制方法，其包括：

实时获取车辆的运行数据；

在车辆智能供电模式运行时，控制发电机与动力电池共同向重要负载进行供电；且，

当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电；

当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电；

其中，所述重要负载至少包括发动机点火系统负载、制动防抱死系统负载、电子稳定程序系统负载、发动机控制器负载；所述常规负载至少包括起动机负载、空调负载。

作为优选方案，当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电，具体为：

在检测到所述运行数据的加速信号时，或检测到所述运行数据的车速信号不变时，则判断所述单独供电条件得到满足，控制所述动力电池向所述常规负载单独供电。

作为优选方案，当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电，具体为：

在检测到所述运行数据中的制动信号时，或检测到所述运行数据中的怠速信号时，或检测到所述运行数据中的剩余电量小于第一预设阈值时，则判断所述并联供电条件得到满足，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电。

作为优选方案，所述控制方法还包括：

判断所述运行数据中的剩余电量是否满足电量条件；

若满足所述电量条件时，则运行所述车辆智能供电模式；

若未满足所述电量条件时，则控制所述发电机与所述动力电池共同向所述重要负载与所述常规负载进行供电，并控制所述发电机向所述动力电池进行供电。

作为优选方案，判断所述运行数据中的剩余电量是否满足预设的电量条件，具体为：

在检测到所述运行数据中的剩余电量大于第二预设阈值时，则判断所述电量条件得到满足。

本发明另一实施例提供了一种车辆发电机的控制装置，用于实现如上所述的车辆发电机的控制方法，其包括控制器与供电切换电路；

所述控制器包括第一端口、第二端口与第三端口；所述供电切换电路包括继电器；

所述继电器的控制端与发动机控制器连接，用于接收发动机控制器的控制信号；

所述第一端口分别与车辆发电机的一端、重要负载的一端连接；

所述第二端口通过所述继电器分别与所述发电机的另一端、所述重要负载的另一端、动力电池的负极、常规负载的另一端连接；

所述第三端口分别与所述动力电池的正极、所述常规负载的一端连接；

作为优选方案，车辆发电机的控制装置还包括二极管，所述二极管的正极与所述动力电池的正极连接，所述二极管的负极与所述重要负载的一端连接。

作为优选方案，所述控制器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电容、MOS管与稳压二极管；

所述MOS管的漏极分别与所述第一端口、所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过所述电容与所述MOS管的栅极连接，所述第一电阻的另一端还依次通过所述第二电阻、第三电阻与所述MOS管的栅极连接；

所述MOS管的源极分别与所述第三端口、所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极通过所述第四电阻与所述MOS管的栅极连接；

所述第二电阻与所述第三电阻的连接中点与所述第二端口连接。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，对车辆用电器负载采用不同的、有针对性的供电策略，通过配合使用发电机与动力电池，在预设条件下实现数据的检测与判断，不同负载供电来源的选择与动作，达到了智能化的自动调控，降低了发电机控制器的资源占用率，保证了车辆的正常运行以及各部件的安全稳定，整个控制方法步骤清晰合理，控制装置集成度低，结构简单，能够有效地提升车辆的节能效果。

附图说明

图1是本发明实施例中的车辆发电机的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中的车辆发电机的控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中的链板的控制器的结构示意图；

其中，1、控制器；2、供电切换电路；3、车辆发电机；4、重要负载；5、动力电池；6、常规负载；7、二极管；11、第一端口；12、第二端口；13、第三端口；14、第一电阻；15、第二电阻；16、第三电阻；17、第四电阻；18、电容；19、MOS管；20、稳压二极管；21、继电器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明一实施例提供了一种车辆发电机的控制方法，具体的，请参见图1，图1为本发明实施例提供的车辆发电机的控制方法的流程示意图，具体包括：

实时获取车辆的运行数据；

在车辆智能供电模式运行时，控制发电机与动力电池共同向重要负载进行供电；且，

当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电；

当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电；

其中，将车辆用电器分为重要负载和常规负载，其中重要负载至少包括发动机点火系统、ABS\ESP、电动助力转向、ECU、车外灯光等涉及车辆安全性、功能性的用电器，常规负载至少包括起动机、电子扇、空调及鼓风机系统、娱乐系统、车内灯光、玻璃升降、座椅调节等非安全性用电器。

需要说明的是，本发明实施例采用不同的、有针对性的供电策略，对不同的车辆用电器负载配合切换使用发电机与动力电池进行供电，不同于现有技术中整车用电器由发电机供电的策略，本发明实施例采用重要负载由发电机和动力电池共同供电，常规负载则在动力电池单独供电和发电机和动力电池共同供电两种模式中来回切换的供电策略，保证了重要负载一直由发电机和动力电池并联供电，电压稳定无波动，常规负载则根据实际的车辆运行状态切换供电的来源，从而降低了发电机控制器的资源占用率，提高了车辆动力电池的使用率，整个控制方法更具针对性，提高了车辆的节能效果。

作为优选地，在上述实施例中，所述运行数据至少包括动力电池当前剩余容量、加速信号、制动信号、车速信号与怠速信号等，整车控制器通过检测设于车辆各位置的传感器来获取反映车辆状态的运行数据(例如，通过检测节气门位置传感器来获取相应的怠速信号)，通过对获取到的数据进行判断，输出不同的控制信号，进而控制车辆发电机进行不同的动作，以此方式确保对车辆的控制具有较为准确的数据支撑，保证车辆控制的准确性。

在其中一种优选地实施例中，当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电，具体为：整车控制器在检测到所述运行数据的加速信号时，或检测到所述运行数据的车速信号不变时，即当车辆在加速工况下或匀速工况时，则判断所述单独供电条件得到满足，发出控制信号控制所述动力电池向所述常规负载单独供电。

在其中一种优选地实施例中，当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电，具体为：在检测到所述运行数据中的制动信号时，或检测到所述运行数据中的怠速信号时，或检测到所述运行数据中的剩余电量小于第一预设阈值时，即当车辆在制动工况、怠速工况或动力电池SOC值较低时，则判断所述并联供电条件得到满足，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电，同时利用车辆制动的能量回收和怠速时的发动机额外能量对动力电池进行充电，补充动力电池单独供电时消耗的电能。在本实施例中，第一预设阈值优选为总电量的20％，即检测到剩余电量小于总电量的20％时，则判断所述并联供电条件得到满足，执行后续的相应动作。

在进入车辆智能供电模式之前，整车控制器还会对获取到的车辆运行数据中的剩余电量进行判断，判断其是否满足电量条件，若满足所述电量条件时，则控制车辆进入车辆智能供电模式；若未满足所述电量条件时，则控制所述发电机与所述动力电池共同向所述重要负载与所述常规负载进行供电，并控制所述发电机向所述动力电池进行供电。

其中，判断所述运行数据中的剩余电量是否满足预设的电量条件，具体为：在检测到所述运行数据中的剩余电量大于第二预设阈值时，则判断所述电量条件得到满足。优选地，在本实施例中，第二预设阈值为总电量的70％，即检测到剩余电量大于总电量的70％时，则判断所述电量条件得到满足。

本发明另一实施例提供了一种车辆发电机的控制装置，用于实现如上所述的车辆发电机的控制方法，具体的，请参见图2，图2为本发明实施例中的车辆发电机的控制装置的结构示意图，其具体包括控制器1与供电切换电路2。

所述控制器1包括第一端口11、第二端口12与第三端口13；所述供电切换电路2包括继电器21。所述继电器21的控制端与发动机控制器ECU连接，用于接收发动机控制器ECU的控制信号。

所述第一端口11分别与车辆发电机3的一端、重要负载4的一端连接；所述第二端口12通过所述继电器21分别与所述发电机3的另一端、所述重要负载4的另一端、动力电池5的负极、常规负载6的另一端连接；所述第三端口13分别与所述动力电池5的正极、所述常规负载6的一端连接。

作为优选地，在上述实施例中，还包括二极管7，所述二极管7的正极与所述动力电池5的正极连接，所述二极管7的负极与所述重要负载4的一端连接。

需要说明的，上述控制装置与车辆的相关部件共同配合，构成了发电机智能控制系统实现上述的控制方法，如图2所示，重要负载通过二极管实现了由发电机和动力电池并联供电；当控制器的第一端口、第三端口导通时，常规负载由发电机和动力电池并联供电，当控制器的第一端口、第三端口断开时，常规负载由动力电池单独供电；即通过控制器的第一端口、第三端口的导通或断开，实现了常规负载由动力电池单独供电或发电机和动力电池并联供电两种模式的切换；供电切换电路中的继电器由ECU发电机控制器输出的开关量信号控制，继电器使用常闭触点，提升系统安全性。

作为优选地，在上述实施例中，请参见图3，图3为本发明实施例提供的控制器的结构示意图，其中所述控制器1包括第一电阻14、第二电阻15、第三电阻16、第四电阻17、电容18、MOS管19与稳压二极管20；

所述MOS管19的漏极D分别与所述第一端口11、所述第一电阻14的一端连接，所述第一电阻14的另一端通过所述电容18与所述MOS管19的栅极G连接，所述第一电阻14的另一端还依次通过所述第二电阻15、第三电阻16与所述MOS管19的栅极G连接；所述MOS管19的源极S分别与所述第三端口13、所述稳压二极管20的负极连接，所述稳压二极管20的正极通过所述第四电阻17与所述MOS管19的栅极G连接；所述第二电阻15与所述第三电阻16的连接中点与所述第二端口12连接。

需要说明的是，当控制器的第二端口接地时，电容与第三电阻形成RC串联回路，电容的右端电压从+12V逐渐降低并最终为0，即MOS管的缓启动时间由电容与第三电阻共同决定，当控制器的第二端口为断开时，电容与第二电阻、第三电阻形成RC串联回路，电容的右端电压从0V逐渐升高并最终为+12V，即MOS管的缓关断时间由电容、第二电阻、第三电阻共同决定。稳压二极管用于钳制G极与S极两端电压Vgs，防止Vgs过大击穿MOS管。

作为其中一种优选地实施例，本发明的整个控制逻辑为首先读取动力电池SOC值，当满足电量条件时启动车辆智能供电模式；然后，通过获取到的当前车辆加速度、油门踏板位置、水温等信息，当判断车辆在加速工况下或匀速工况时，发电机控制器ECU输出高电平开关信号，使得继电器的常闭触点断开；接着，控制器的第二端口对地断开，控制器中的电容在RC串联电路中开始放电，MOS管的G极电压也在逐渐降低，当Vgs>-8V时，MOS管的工作区域从完全导通区逐渐进入放大区，再进入截止区，使得MOS管逐渐关断，MOS管的软关断能避免出现发电机抛负载情况引起整车电压异常升高，软关断的延时由整车抛负载试验及电压波动情况决定；再进一步的，常规负载切换至动力电池单独供电模式，发电机抛除常规负载与动力电池充电负载，功率降低，使得发动机的扭矩更多的分配到车辆传动系统，车辆加速性能更好，油耗更低；更进一步的，通过获取到的当前车辆加速度、油门踏板位置、水温等信息，当判断车辆在制动工况时，发动机控制器ECU输出低电平开关信号，使得继电器的常闭触点接合；此时，继电器的常闭触点接合，控制器的第二端口对地接通，控制器中的电容在RC串联电路中开始充电，MOS管的G极电压也在逐渐升高，当Vgs<Vgs(th)时，MOS管的工作区域从截止区逐渐进入放大区，再进入完全导通区，使得MOS管逐渐接通，MOS管的软启动能避免出现发电机负载突然增大引起整车电压异常降低，软启动的延时由整车抛负载试验及电压波动情况决定；最后，常规负载切换至发电机和动力电池并联供电模式，发电机供常规负载、重要负载的电能外，还对动力电池进行大电流快速充电，尽可能回收制动能量，补充动力电池单独供电时消耗的电能。

当然，如果一开始检测到不满足电量条件时，则关闭车辆智能供电模式，常规负载长期在发电机和动力电池并联供电模式下工作，发电机同时对动力电池进行充电。

本发明实施例提供的车辆发电机控制方法及装置，其中控制装置的结构简单，布局合理，无需额外对发电机等部件进行改动，特别适用于普通发电机车型的升级；发动机控制器ECU的仅需要输出一个开关量信号给继电器即可实现后续的动作，同时车辆内的重要负载电压无波动，有利于车辆正常运行及安全部件工作；此外，常规负载切换至动力电池单独供电模式下，仅有重要负载由发电机供电，常规负载由蓄电池单独供电，并且发电机不进行蓄电池充电，发电机负载更低，有效地提升车辆的节能效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆发电机的控制方法，其特征在于，包括：

实时获取车辆的运行数据；

在车辆智能供电模式运行时，控制发电机与动力电池共同向重要负载进行供电；且，

当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电；

当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电；

其中，所述重要负载至少包括发动机点火系统负载、制动防抱死系统负载、电子稳定程序系统负载、发动机控制器负载；所述常规负载至少包括起动机负载、空调负载。

2.如权利要求1所述的车辆发电机的控制方法，其特征在于，当所述运行数据满足单独供电条件时，控制所述动力电池向常规负载单独供电，具体为：

在检测到所述运行数据的加速信号时，或检测到所述运行数据的车速信号不变时，则判断所述单独供电条件得到满足，控制所述动力电池向所述常规负载单独供电。

3.如权利要求1所述的车辆发电机的控制方法，其特征在于，当所述运行数据满足并联供电条件时，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电，具体为：

在检测到所述运行数据中的制动信号时，或检测到所述运行数据中的怠速信号时，或检测到所述运行数据中的剩余电量小于第一预设阈值时，则判断所述并联供电条件得到满足，控制所述发电机与所述动力电池共同向所述常规负载进行供电。

4.如权利要求1所述的车辆发电机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

判断所述运行数据中的剩余电量是否满足电量条件；

若满足所述电量条件时，则运行所述车辆智能供电模式；

若未满足所述电量条件时，则控制所述发电机与所述动力电池共同向所述重要负载与所述常规负载进行供电，并控制所述发电机向所述动力电池进行供电。

5.如权利要求4所述的车辆发电机的控制方法，其特征在于，判断所述运行数据中的剩余电量是否满足预设的电量条件，具体为：

在检测到所述运行数据中的剩余电量大于第二预设阈值时，则判断所述电量条件得到满足。

6.一种车辆发电机的控制装置，用于实现如权利要求1～5任一项所述的车辆发电机的控制方法，其特征在于，包括控制器与供电切换电路；

所述控制器包括第一端口、第二端口与第三端口；所述供电切换电路包括继电器；

所述继电器的控制端与发动机控制器连接，用于接收发动机控制器的控制信号；

所述第一端口分别与车辆发电机的一端、重要负载的一端连接；

所述第二端口通过所述继电器分别与所述发电机的另一端、所述重要负载的另一端、动力电池的负极、常规负载的另一端连接；

所述第三端口分别与所述动力电池的正极、所述常规负载的一端连接。

7.如权利要求6所述的车辆发电机的控制装置，其特征在于，还包括二极管，所述二极管的正极与所述动力电池的正极连接，所述二极管的负极与所述重要负载的一端连接。

8.如权利要求6所述的发电机的控制装置，其特征在于，所述控制器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、电容、MOS管与稳压二极管；

所述MOS管的漏极分别与所述第一端口、所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端通过所述电容与所述MOS管的栅极连接，所述第一电阻的另一端还依次通过所述第二电阻、第三电阻与所述MOS管的栅极连接；

所述MOS管的源极分别与所述第三端口、所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极通过所述第四电阻与所述MOS管的栅极连接；

所述第二电阻与所述第三电阻的连接中点与所述第二端口连接。

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