專利名稱：交流發(fā)電機(jī)測(cè)試方法和使用脈動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求受益于美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)No.60/214,254的優(yōu)先權(quán)，標(biāo)題“自動(dòng)電氣系統(tǒng)測(cè)試裝置和方法”，于2000年6月26日提交。
即使是通過(guò)整流的，交流發(fā)電機(jī)的輸出也不是很平滑。在整流之后，一個(gè)交流發(fā)電機(jī)輸出的波形通常是在一個(gè)DC分量上的低幅度的脈動(dòng)。

圖1顯示了在整流之后一個(gè)三相交流發(fā)電機(jī)的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的例子。
用于交流發(fā)電機(jī)中的整流器部件包括二極管。如果一個(gè)或多個(gè)二極管有故障，比如開路或短路，交流發(fā)電機(jī)輸出波形會(huì)變形失真。圖2a-2e示例了當(dāng)整流器中的一個(gè)或多個(gè)二極管有故障時(shí)交流發(fā)電機(jī)的輸出波形。圖2a是一個(gè)正常的交流發(fā)電機(jī)的輸出波形。圖2b顯示了一個(gè)整流二極管短路的交流發(fā)電機(jī)的波形，圖2c顯示了具有兩個(gè)整流二極管短路的交流發(fā)電機(jī)的波形，圖2d顯示了具有一個(gè)二極管開路的交流發(fā)電機(jī)的波形，圖2e顯示了具有兩個(gè)二極管開路的交流發(fā)電機(jī)的波形。在任何情況中，失真的交流發(fā)電機(jī)輸出波形可能會(huì)危害由交流發(fā)電機(jī)供電的電氣系統(tǒng)。因此，對(duì)于交流發(fā)電機(jī)的測(cè)試來(lái)說(shuō)，確認(rèn)一個(gè)交流發(fā)電機(jī)和它的整流器部件操作是否正常是重要的。
確定二極管的工作狀態(tài)的一種方法是通過(guò)分解整流器部件并單獨(dú)的測(cè)量每個(gè)二極管。然而該方法消耗時(shí)間和沒有效率。一些交流發(fā)電機(jī)的測(cè)試者通過(guò)檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的脈動(dòng)幅度來(lái)確定交流發(fā)電機(jī)的好壞。如圖2b-2e所示，失真的脈動(dòng)波形的幅度有大于圖2a中所示的正常的脈動(dòng)波形。因此，一些測(cè)試者使交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)通過(guò)具有一個(gè)預(yù)置門限電壓A的一個(gè)比較器來(lái)測(cè)試(看圖3a)。比較器通過(guò)脈動(dòng)檢測(cè)門限電壓的交叉。當(dāng)脈動(dòng)電壓高于門限電壓時(shí)比較器輸出一個(gè)邏輯狀態(tài)“1”，和當(dāng)脈動(dòng)電壓低于門限電壓時(shí)輸出一個(gè)邏輯狀態(tài)“0”。對(duì)于正常輸出波形，脈動(dòng)幅度總是高于門限電壓A。因此，比較器的輸出是邏輯狀態(tài)“1”。相反，如果整流器部件被損壞，脈動(dòng)波形將與圖2b-2e中示例的波形類似，并且脈動(dòng)的最低電壓將低于門限電壓A。邏輯狀態(tài)“0”將出現(xiàn)在比較器的輸出上，表示交流發(fā)電機(jī)有故障。
然而該方法引來(lái)問(wèn)題。出于各種原因，比如改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，交流電發(fā)電機(jī)輸出的DC元件趨于在不同的DC電平之間浮動(dòng)，并因此脈動(dòng)電壓振蕩波動(dòng)。由于門限電壓是一個(gè)固定的值，波動(dòng)波形的電壓可下降到門限電壓以下(看圖3b)。因而，比較器將會(huì)指示交流發(fā)電機(jī)故障，即使整流器部件工作正常。相反，當(dāng)DC電平升到門限電壓值之上時(shí)，比較器的輸出是邏輯“1”，而不管一個(gè)或多個(gè)二極管可能是壞的。根據(jù)這些情況，利用脈動(dòng)幅度確定交流發(fā)電機(jī)的好壞可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。
即使在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的，使用脈動(dòng)幅度的方法還是會(huì)引來(lái)問(wèn)題。例如，一些汽車裝備有位于遠(yuǎn)離交流發(fā)電機(jī)的電池開用長(zhǎng)導(dǎo)線連接到交流發(fā)電機(jī)。對(duì)于靠近交流發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，在電池和交流發(fā)電機(jī)之間跨越的導(dǎo)線具有不同的阻抗。這種不同的阻抗趨于影響交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的DC電平，如上所述，并因此產(chǎn)生不正確的測(cè)試結(jié)果。
按照本發(fā)明的方法包括檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，用一個(gè)門限頻率比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，并根據(jù)比較結(jié)果評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)的工作。
本發(fā)明的每個(gè)用于評(píng)價(jià)一個(gè)交流發(fā)電機(jī)工作的系統(tǒng)包括一個(gè)終端，用于接收表示交流發(fā)電機(jī)的輸出的交流發(fā)電機(jī)的輸出信號(hào)，一個(gè)頻率檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，一個(gè)控制器，用于使交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分與一個(gè)門限頻率相比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)指示信號(hào)，和包括一個(gè)指示設(shè)備，響應(yīng)指示信號(hào)的內(nèi)容，用于指示交流發(fā)電機(jī)的工作。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，頻率檢測(cè)設(shè)備可以包括例如一個(gè)門限設(shè)備，用于產(chǎn)生一個(gè)參考門限，以及一個(gè)比較器，用于用參考門限比較交流輸出信號(hào)的電平。比較器產(chǎn)生表示交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的一個(gè)頻率信號(hào)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，基于按照一個(gè)預(yù)定規(guī)則的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平，可以產(chǎn)生該參考門限。參考門限可以是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的一個(gè)峰值信號(hào)電平和一個(gè)最低信號(hào)電平之間的一個(gè)值。例如，參考門限可以是峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平的平均值。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于評(píng)價(jià)一個(gè)交流發(fā)電機(jī)工作的一個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)終端，用于接收表示交流發(fā)電機(jī)的輸出的交流發(fā)電機(jī)的輸出信號(hào)，一個(gè)自適應(yīng)門限設(shè)備，用于按照一個(gè)預(yù)定規(guī)則根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平產(chǎn)生一個(gè)參考門限，和一個(gè)比較器，用于用參考門限比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平并產(chǎn)生一個(gè)基于比較結(jié)果指示交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的頻率信號(hào)。一個(gè)控制器，響應(yīng)于頻率信號(hào)，用交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分與一個(gè)門限頻率比較并基于頻率成分和門限頻率的比較結(jié)果產(chǎn)生表示交流發(fā)電機(jī)工作的一個(gè)指示信號(hào)。一個(gè)指示設(shè)備，響應(yīng)于指示信號(hào)的內(nèi)容指示交流發(fā)電機(jī)的操作。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，使用交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分以評(píng)價(jià)一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的好壞，提供一種有效的和精確的交流發(fā)電機(jī)的工作指示。即使是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的DC電平波動(dòng)，誤診斷也會(huì)減少。
根據(jù)下面的詳細(xì)描述本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和新穎性特點(diǎn)將顯而易見的，只是通過(guò)簡(jiǎn)單的示例而并非具有限制性。作為實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明可以是其它的和不同的實(shí)施例，并且在完全不脫離本發(fā)明的情況下，許多細(xì)節(jié)能夠用各種明顯的方式進(jìn)行修改。因此，附圖和描述實(shí)質(zhì)上是作為示例性的，而并非具有限制性。
圖2a-2e顯示了交流發(fā)電機(jī)輸出波形的例子。
圖3a和3b示例了使用一個(gè)固定門限電壓的一個(gè)比較器輸出。
圖4是一個(gè)方框圖，說(shuō)明按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的交流發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)。
圖5顯示了電路部件的一個(gè)例子，使用于按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)交流發(fā)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)中。
圖6是一個(gè)流程圖，示例了按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)汽車發(fā)電機(jī)的測(cè)試過(guò)程。
優(yōu)選實(shí)施例的描述出于示例的目的，將描述在一個(gè)汽車中的用于評(píng)價(jià)一個(gè)交流發(fā)電機(jī)工作的所提供的方法和系統(tǒng)的例子。在下面的描述中，陳述了許多具體細(xì)節(jié)以便完全清楚的理解本發(fā)明。然而，顯而易見的是，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不用這些特殊細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其他例子中，熟知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以方框圖的形式顯示以便避免不必要的混淆本發(fā)明。
如圖2b-2e所示，具有缺陷的整流器部件的交流發(fā)電機(jī)的輸出波形與圖2a中所示的一個(gè)正常的交流發(fā)電機(jī)相比具有較低的頻率，就是說(shuō)，交流發(fā)電機(jī)以設(shè)計(jì)的功能工作。按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一種方法和系統(tǒng)基于波形的脈動(dòng)頻率來(lái)確定一個(gè)交流發(fā)電機(jī)的好壞。如果脈動(dòng)頻率低于一個(gè)門限頻率，確定交流發(fā)電機(jī)有缺陷。
圖4顯示了按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)交流發(fā)電測(cè)試系統(tǒng)的方框圖。出于示例的目的，用在一個(gè)汽車中給電池充電的交流發(fā)電機(jī)來(lái)描述測(cè)試系統(tǒng)的操作。在一輛汽車中，通過(guò)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)交流電發(fā)電機(jī)(未示出)以產(chǎn)生電力。交流發(fā)電機(jī)的輸出經(jīng)一組電池端333被耦合到電池334。
測(cè)試系統(tǒng)300具有用于接收表示交流發(fā)電機(jī)輸出的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330的終端。交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)可以是給電池334充電的交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓和/或電流。可替換的，交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330可以是來(lái)自一個(gè)運(yùn)載車輛計(jì)算機(jī)或表示交流發(fā)電機(jī)輸出的其它測(cè)試裝備的一個(gè)信號(hào)。在任何情況中，如上所討論的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330包含表示交流發(fā)電機(jī)輸出的脈動(dòng)的一個(gè)信號(hào)成分。
在操作中，測(cè)試系統(tǒng)300可以直接被耦合到用于接收交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330的交流發(fā)電機(jī)的輸出端，或可替換的，到交流發(fā)電機(jī)被耦合的電池端。可替換的，測(cè)試系統(tǒng)300可以使用一個(gè)信號(hào)插座，連接到一個(gè)車載計(jì)算機(jī)，用于接收表示交流發(fā)電機(jī)輸出的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)。
盡管測(cè)試可以處理交流發(fā)電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的任何轉(zhuǎn)速，但最好驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，比如1500rpm，以確保交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)到電池334。作為一種可替換的方式，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于空閉轉(zhuǎn)速時(shí)也可以執(zhí)行這種測(cè)試。
測(cè)試系統(tǒng)300具有一個(gè)微控制器302和一個(gè)顯示304。微控制器302處理數(shù)據(jù)和產(chǎn)生控制信號(hào)。顯示器304是一個(gè)裝置，用于給用戶提供一個(gè)通信接口并可以是一個(gè)LCD屏幕，一個(gè)LED指示器等等。微控制器302可以控制開關(guān)設(shè)備324，比如一個(gè)FET開關(guān)，選擇性地耦合一個(gè)負(fù)載322到交流發(fā)電機(jī)，以便交流發(fā)電機(jī)能在負(fù)載下測(cè)試。負(fù)載322可以是一個(gè)Michrome(鎳鉻鐵合金)線圈或其他的電阻導(dǎo)線等等，或其他形式的從交流發(fā)電機(jī)吸收電流的負(fù)載?？商鎿Q的，可以通過(guò)接通汽車的電氣配件來(lái)提供負(fù)載322，例如車頭燈，或后窗玻璃除霜器等。作為另一種替換，如果電池從交流發(fā)電機(jī)吸收大電流，可以執(zhí)行測(cè)試，而不用從外部耦合一個(gè)負(fù)載到交流發(fā)電機(jī)?？梢蕴峁┯晌⒖刂破?02控制的一個(gè)冷卻風(fēng)扇326，以幫助消散由負(fù)載322產(chǎn)生的熱量。在此參考共同未決的序列號(hào)——，由相同的發(fā)明人同時(shí)提交，題目——，和共同發(fā)表，用于描述這些元件。
測(cè)試過(guò)程中，微控制器302產(chǎn)生控制開關(guān)324的一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)328以便經(jīng)電池端耦合負(fù)載322到交流發(fā)電機(jī)。由于電池334經(jīng)電池端333被耦合到交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)現(xiàn)在在負(fù)載下進(jìn)行工作并產(chǎn)生交流發(fā)電輸出信號(hào)330。
交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330可以首先通過(guò)一個(gè)帶通濾波器308，以便去除諧波以及通過(guò)電池端333拾取的噪聲。帶通濾波器308可以具有100Hz和4kHz之間的一個(gè)通頻帶。然后交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330通過(guò)一個(gè)放大器310以放大信號(hào)電平。
然后，交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330被送到一個(gè)自適應(yīng)門限電路332和一個(gè)比較器318。自適應(yīng)門限電路332產(chǎn)生一個(gè)自適應(yīng)門限，比如一個(gè)參考電壓，使用于比較器318。根據(jù)脈動(dòng)信號(hào)電平和自適應(yīng)門限之間的比較，比較器318產(chǎn)生一個(gè)頻率信號(hào)320如果在交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330中的脈動(dòng)信號(hào)電平大于自適應(yīng)門限，比較器318產(chǎn)生一個(gè)邏輯“1”；如果在交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330中的脈動(dòng)信號(hào)電平小于自適應(yīng)門限，比較器318產(chǎn)生一個(gè)邏輯“0”。因此，比較器318的輸出類似于一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，指示通過(guò)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330的脈動(dòng)分量的自適應(yīng)門限的相交。如本領(lǐng)域技術(shù)所公知的，比較器318可以使用一種反向邏輯來(lái)指示比較結(jié)果。
自適應(yīng)門限電路322可以包括一個(gè)最低電平檢測(cè)器312，一個(gè)峰值電平檢測(cè)器314，和一個(gè)自適應(yīng)門限產(chǎn)生器316。最低電平檢測(cè)器312和峰值電平檢測(cè)器314檢測(cè)信號(hào)電平，比如脈動(dòng)波形的峰值和最低值的電壓，并發(fā)送結(jié)果到自適應(yīng)門限產(chǎn)生器316。自適應(yīng)門限產(chǎn)生器316產(chǎn)生一個(gè)自適應(yīng)門限，它的值隨峰值和最低信號(hào)電平的改變而改變。例如，自適應(yīng)門限可以是峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平的一個(gè)平均值，或者是隨輸入而改變的其他值。
使用自適應(yīng)門限防止了由于脈動(dòng)的DC電平的改變而引起的不精確的交叉讀取。由于通過(guò)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)320的峰值電平和最低電平來(lái)確定一個(gè)自適應(yīng)門限的電平，不同于隨交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)320的變化自適應(yīng)門限浮動(dòng)的一個(gè)固定的門限。通過(guò)脈動(dòng)的自適應(yīng)門限的交叉因而精確地反映了脈動(dòng)波形的變化。盡管一個(gè)自適應(yīng)門限被用于示例系統(tǒng)的工作，但可以使用一個(gè)固定的門限以減少成本和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
如上所述，基于脈動(dòng)電壓和參考電壓之間的一個(gè)比較，比較器318產(chǎn)生一個(gè)頻率信號(hào)320。由于頻率信號(hào)320通過(guò)脈動(dòng)波形反映參考信號(hào)電平的橫越，頻率信號(hào)320反映包含在交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330中的高頻脈動(dòng)。
頻率信號(hào)320可以接著通過(guò)AD/DA變換器(未示出)和然后到微控制器302以便頻率分析。微控制器302可以計(jì)算頻率信號(hào)320的頻率，通過(guò)測(cè)量每個(gè)相位之間的時(shí)間周期。根據(jù)頻率的確定，微控制器302用一個(gè)門限頻率比較脈動(dòng)頻率以確定交流發(fā)電機(jī)的好壞。
根據(jù)一個(gè)良好的交流發(fā)電機(jī)的參數(shù)導(dǎo)出門限頻率，就是說(shuō)，一個(gè)交流發(fā)電機(jī)具有可接受的工作特性。例如，相應(yīng)于一個(gè)具體發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，基于一個(gè)良好交流發(fā)電機(jī)的脈動(dòng)頻率可以確定門限頻率。對(duì)于用在一個(gè)汽車中的一個(gè)交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的脈動(dòng)頻率與交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以及每個(gè)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的脈動(dòng)數(shù)成比例。由于通常由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速·滑輪比率，其中滑輪比率是曲軸滑輪尺寸和交流發(fā)電機(jī)滑輪尺寸之間的比率。
整個(gè)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過(guò)程中，由于交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的脈動(dòng)頻率與脈動(dòng)數(shù)成比例，則脈動(dòng)頻率和交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是脈動(dòng)頻率＝交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速·k_脈動(dòng)，其中k_脈動(dòng)是每個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的脈動(dòng)數(shù)。
因此，脈動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是脈動(dòng)頻率＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速·皮帶輪比率·k_脈動(dòng)由于對(duì)一個(gè)具體的車型皮帶輪比率和k_脈動(dòng)都是已知的常數(shù)，通過(guò)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠確定脈動(dòng)頻率。因此，對(duì)應(yīng)于一個(gè)具體發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)好的交流發(fā)電機(jī)的脈動(dòng)頻率能被確定。在一個(gè)實(shí)施例中，門限頻率可以有經(jīng)驗(yàn)地調(diào)整以解決有關(guān)的容許誤差。例如，對(duì)于一個(gè)三相交流發(fā)電機(jī)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是1500rpm時(shí)，門限頻率可以被設(shè)置到1700Hz，同時(shí)對(duì)于一個(gè)空閑發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(700-1000rpm)門限頻率可以被設(shè)置到500Hz。對(duì)于相應(yīng)于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的門限頻率可以生成一個(gè)查閱表。
如果在1500rpm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下測(cè)試交流發(fā)電機(jī)，微控制器302將檢查是否頻率信號(hào)320的頻率是否低于1700Hz。如果頻率低于1700Hz，微控制器302可以產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)以使顯示器304指示交流發(fā)電機(jī)或整流器部件存在一個(gè)缺陷。
圖5顯示了帶通濾波器308，增益放大器310，比較器318和自適應(yīng)門限電路332的示例電路。在方框308，310中的電容和電阻濾掉不期望的頻率成分，例如噪聲或諧波。放大器312是一個(gè)最低電平檢測(cè)器，它檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的最低電平。放大器314是一個(gè)峰值電平檢測(cè)器，它檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值電壓。根據(jù)放大器312和314的輸出放大器510產(chǎn)生一個(gè)參考電壓。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以使用實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的其他已知的設(shè)計(jì)。
圖6顯示了按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)汽車交流發(fā)電機(jī)的測(cè)試過(guò)程的實(shí)例流程圖。在步驟603，微控制器302產(chǎn)生一個(gè)請(qǐng)求用戶確認(rèn)是否發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到1500rpm的消息。用戶能從一個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？商鎿Q的，有經(jīng)驗(yàn)的用戶根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的聽覺噪聲可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)1500rpm已經(jīng)到達(dá)的用戶指示，微控制器302發(fā)出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)328以便控制開關(guān)324經(jīng)電池端333把負(fù)載322耦合到交流發(fā)電機(jī)(步驟603-607)。現(xiàn)在交流發(fā)電機(jī)在負(fù)載下工作。在交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330進(jìn)入系統(tǒng)之后，微控制器302計(jì)算交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)330的脈動(dòng)分量的頻率(步驟609)。在步驟611，微控制器302用對(duì)應(yīng)于1500rpm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的門限頻率與脈動(dòng)頻率相比較，例如，如果頻率明顯低于門限頻率，微控制器302將產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤消息，指示測(cè)試下的交流發(fā)電機(jī)有故障。否則，產(chǎn)生一個(gè)消息，指示交流發(fā)電機(jī)正常和顯示給用戶(步驟613)在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)試系統(tǒng)可以從另一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)接收表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)信號(hào)，或者，本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)可以包括用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)傳感器。讀取的轉(zhuǎn)速能被送到微控制器302。使用有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信息，微控制器302能進(jìn)行測(cè)試而不需要來(lái)自用戶的反饋。因此，可以省略步驟602和603。
按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)可選的可具有一個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備352，比如一個(gè)閃存，一個(gè)磁盤等等，它包括對(duì)于不同車型和年代的包含門限頻率數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。一個(gè)消息將提示用戶以便在測(cè)試時(shí)識(shí)別車型和年代。從而微控制器302將接近相應(yīng)的門限頻率。這樣，測(cè)試系統(tǒng)能夠適當(dāng)?shù)拇_定安裝在不同車型中交流發(fā)電機(jī)的工作而不管汽車可能使用不同類型的交流發(fā)電機(jī)。
盡管在針對(duì)測(cè)試交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的例子中描述了電壓波形，但也可以使用其他的信號(hào)形式和媒介，比如光信號(hào)，數(shù)字信號(hào)等等。
上述的實(shí)施例可以被用于任何期望的系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)。這些系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括利用石化燃料的項(xiàng)目，比如汽油，天然氣，丙烷等等，風(fēng)和混合的或它的組合。這些系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)可以被合并在另一個(gè)系統(tǒng)中，比如汽車、卡車、艙船或輪船、摩托車、發(fā)電機(jī)和飛機(jī)等等。實(shí)施例可以包括或利用任何合適的電壓電平，比如大約12伏，大約42伏等等。
盡管結(jié)合實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，相反，在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，它意在覆蓋所包括的各種修改和等效的安排。
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)工作的方法，包括檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分；用門限頻率比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分；和根據(jù)比較步驟的結(jié)果評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)的工作。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分之前，在一個(gè)預(yù)定電平上保持交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的步驟。
3.權(quán)利要求1的方法，其中如果頻率成分小于門限頻率，則確定交流發(fā)電機(jī)有缺陷。
4.一種用于評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)的工作的系統(tǒng)，包括一個(gè)終端，用于接收表示交流發(fā)電機(jī)的輸出的交流發(fā)電的輸出信號(hào)；一個(gè)頻率檢測(cè)設(shè)備，用于檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分；一個(gè)控制器，用于使交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分與一個(gè)門限頻率相比較和根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)指示信號(hào)；和一個(gè)指示設(shè)備，響應(yīng)于指示信號(hào)的內(nèi)容，用于指示交流發(fā)電機(jī)的工作。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中頻率檢測(cè)設(shè)備包括一個(gè)門限設(shè)備，用于產(chǎn)生一個(gè)參考門限；和一個(gè)比較器，用于用參考門限與交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平相比較和根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)指示交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的頻率信號(hào)；其中頻率信號(hào)被耦合到控制器。
6.權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中按照一個(gè)預(yù)定的規(guī)則根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平產(chǎn)生參考門限。
7.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中參考門限是在交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平之間的一個(gè)值。
8.權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中參考門限是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值電平和最低電平的平均值。
9.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流或電壓。
10.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中將交流發(fā)電機(jī)安裝在一個(gè)汽車上，并且被汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括由控制器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括對(duì)應(yīng)于多于一個(gè)車型的門限頻率。
12.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括由控制器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括對(duì)應(yīng)于多于一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的門限頻率。
13.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中從安裝在汽車上的汽車計(jì)算機(jī)接收交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)。
14.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括由控制器訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括對(duì)應(yīng)于多于一個(gè)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的門限頻率。
15.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中從一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)。
16.一種用于評(píng)價(jià)交流發(fā)電工作的系統(tǒng)，包括一個(gè)終端，用于接收表示交流發(fā)電機(jī)的輸出的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)；一個(gè)自適應(yīng)門限設(shè)備，用于按照一個(gè)預(yù)定規(guī)則基于交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平產(chǎn)生一個(gè)參考門限；一個(gè)比較器，用于用參考門限比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平并產(chǎn)生一個(gè)根據(jù)比較結(jié)果指示交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的頻率信號(hào)；一個(gè)控制器，用門限頻率比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，并根據(jù)頻率成分和門限頻率的比較結(jié)果產(chǎn)生表示交流發(fā)電機(jī)工作的一個(gè)指示信號(hào)；和一個(gè)指示設(shè)備，響應(yīng)于指示信號(hào)的內(nèi)容用于指示交流發(fā)電機(jī)的工作。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中參考門限是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值電平和最低電平的平均值。
18.一種用于評(píng)價(jià)交流發(fā)電工作的系統(tǒng)，包括用于接收表示交流發(fā)電機(jī)的輸出的交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的裝置；用于檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的裝置；用于使交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分與一個(gè)門限頻率相比較的裝置；用于根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)指示信號(hào)的裝置；和響應(yīng)指示信號(hào)的內(nèi)容的一個(gè)指示設(shè)備，用于指示交流發(fā)電機(jī)的工作。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中用于檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的裝置包括用于產(chǎn)生一個(gè)參考門限的裝置；和用于用參考門限與交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平相比較和產(chǎn)生一個(gè)根據(jù)比較結(jié)果指示交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分的頻率信號(hào)的裝置；其中所述頻率信號(hào)被耦合到控制器。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中按照一個(gè)預(yù)定的規(guī)則根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的電平產(chǎn)生參考門限。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中參考門限是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平之間的一個(gè)值。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中參考門限是交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值電平和最低電平的平均。
全文摘要
一種用于根據(jù)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)中的頻率成分來(lái)評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)工作的方法和系統(tǒng)。該方法包括檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，用一個(gè)門限頻率比較交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分，并根據(jù)比較的結(jié)果評(píng)價(jià)交流發(fā)電機(jī)的工作。如果交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的頻率成分低于門限頻率，交流發(fā)電機(jī)被確定有缺陷。通過(guò)用一個(gè)自適應(yīng)門限與交流發(fā)電機(jī)輸出信號(hào)相比較能夠獲得頻率成分?；诮涣靼l(fā)電機(jī)輸出信號(hào)的峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平產(chǎn)生自適應(yīng)門限，比如峰值信號(hào)電平和最低信號(hào)電平的平均。
文檔編號(hào)H02P9/00GK1439102SQ01811817
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月26日
發(fā)明者丹尼斯G·蒂貝迪奧, 里查德J·芬里希, 亞歷杭德羅P·布羅特, 阿蘭D·格策爾曼, 保羅A·威廉斯 申請(qǐng)人:捷裝技術(shù)公司