本申請(qǐng)涉及被配置為選擇性地對(duì)高電流負(fù)載突降做出響應(yīng)的用于車(chē)輛的交流發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大多數(shù)現(xiàn)代車(chē)輛包括交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電流形式的電能的發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)可被配置為使得電流可以是直流(DC)或交流(AC)。交流發(fā)電機(jī)可包括轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子被配置為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，定子被配置為捕獲磁場(chǎng)并將旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為AC或DC電流。交流發(fā)電機(jī)可使用永磁體來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，或者交流發(fā)電機(jī)可使用勵(lì)磁線圈來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。交流發(fā)電機(jī)可以是自調(diào)節(jié)的，體現(xiàn)在車(chē)輛為了滿足各種負(fù)載所需要的電力的量使得交流發(fā)電機(jī)輸出針對(duì)任何給定輸出電壓而自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身。然而，因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)是由轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組組成的機(jī)械裝置，所以交流發(fā)電機(jī)對(duì)于接通和斷開(kāi)大負(fù)載擾動(dòng)是敏感的。當(dāng)負(fù)載被快速移除時(shí)，交流發(fā)電機(jī)具有這樣時(shí)間段，在該時(shí)間段期間，系統(tǒng)的慣性將導(dǎo)致交流發(fā)電機(jī)在即使負(fù)載與系統(tǒng)斷開(kāi)連接的情況下也繼續(xù)產(chǎn)生運(yùn)行負(fù)載所需要的電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種車(chē)輛電力系統(tǒng)包括交流發(fā)電機(jī)和控制器。所述控制器響應(yīng)于在預(yù)定時(shí)間段期間由交流發(fā)電機(jī)提供的電荷的量超過(guò)第一閾值并且在所述時(shí)間段期間由交流發(fā)電機(jī)輸出的功率的變化率超過(guò)第二閾值，將交流發(fā)電機(jī)的電壓設(shè)定點(diǎn)減小預(yù)定量，并且基于電壓設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

一種調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)輸出電壓的方法包括：接收指示由交流發(fā)電機(jī)提供到負(fù)載的電荷的量和由交流發(fā)電機(jī)輸出的功率的幅值的數(shù)據(jù)。所述方法還包括：響應(yīng)于所述電荷的量超過(guò)第一閾值并且所述幅值超過(guò)第二閾值，將交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓設(shè)定點(diǎn)減小預(yù)定量，基于輸出電壓設(shè)定點(diǎn)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：響應(yīng)于負(fù)載與交流發(fā)電機(jī)斷開(kāi)連接，增大輸出電壓設(shè)定點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：響應(yīng)于所述電荷的量下降到第三閾值之下并且所述幅值下降到第四閾值之下，增大輸出電壓設(shè)定點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定量是基于一程度的，其中，所述電荷的量超過(guò)第一閾值達(dá)到所述程度或者所述幅值超過(guò)第二閾值達(dá)到所述程度。

一種車(chē)輛電力系統(tǒng)包括：交流發(fā)電機(jī)和控制器。所述控制器響應(yīng)于在預(yù)定時(shí)間段期間由交流發(fā)電機(jī)輸出的電荷的量和由交流發(fā)電機(jī)輸出的功率的變化率超過(guò)各自的閾值，選擇性地將交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓設(shè)定點(diǎn)改變預(yù)定量。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電荷的數(shù)和變化率指示負(fù)載與交流發(fā)電機(jī)連接或與發(fā)電機(jī)斷開(kāi)連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定量是基于一程度的，其中，所述電荷的量和變化率超過(guò)各自的閾值達(dá)到所述程度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述預(yù)定量基于所述變化率從多個(gè)預(yù)定量中被選擇。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述選擇性地將交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓設(shè)定點(diǎn)改變預(yù)定量包括：將輸出電壓設(shè)定點(diǎn)增大預(yù)定量。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述選擇性地將交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓設(shè)定點(diǎn)改變預(yù)定量包括：將輸出電壓設(shè)定點(diǎn)減小預(yù)定量。

附圖說(shuō)明

圖1是具有基于交流發(fā)電機(jī)的電氣系統(tǒng)的車(chē)輛的框式拓?fù)鋱D。

圖2是交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的電路圖。

圖3是交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的操作參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的圖形示圖。

圖4是用于減小可能的電壓尖峰的影響的基于交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的系統(tǒng)電壓相對(duì)于時(shí)間的減小的圖形示圖。

圖5是用于控制交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例性流程圖。

具體實(shí)施方式

在此描述本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，所公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，并且其它實(shí)施例可采用各種形式和替代形式。附圖不必按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖說(shuō)明和描述的各個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中說(shuō)明的特征組合，以產(chǎn)生未明確說(shuō)明或描述的實(shí)施例。說(shuō)明的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可被期望用于特定的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

本公開(kāi)的實(shí)施例總體上提供了多個(gè)電路或其它電氣裝置。當(dāng)提及所述電路和其它電氣裝置以及由它們中的每一個(gè)提供的功能時(shí)，都不意在限于僅涵蓋在此示出和描述的內(nèi)容。雖然特定標(biāo)號(hào)可被分配給公開(kāi)的各種電路或其它電氣裝置，但是這樣的標(biāo)號(hào)并不意在限制所述電路和其它電氣裝置的操作范圍?？苫谒谕奶囟?lèi)型的電氣實(shí)現(xiàn)方式，按照任何方式將這樣的電路和其它電氣裝置彼此組合和/或分離。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在此公開(kāi)的任何電路或其它電氣裝置可包括任意數(shù)量的微處理器、集成電路、存儲(chǔ)裝置(例如，閃存、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)或上述項(xiàng)的其它適當(dāng)變型)以及軟件，它們彼此協(xié)作以執(zhí)行在此公開(kāi)的操作。此外，任意一個(gè)或更多個(gè)電氣裝置可被配置為執(zhí)行在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序，其中，計(jì)算機(jī)程序被編寫(xiě)為用于執(zhí)行所公開(kāi)的任意數(shù)量的功能。

大多數(shù)現(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)是自調(diào)節(jié)裝置，其中，車(chē)輛為了滿足各種負(fù)載所需要的電力的量使得交流發(fā)電機(jī)輸出針對(duì)任何給定輸出電壓而自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身。然而，因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)為由轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組組成的機(jī)械裝置，所以一旦在繞組中感應(yīng)出場(chǎng)，則使與繞組關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)消失會(huì)花費(fèi)時(shí)間。由于使所述場(chǎng)消失所需要的時(shí)間段，所以交流發(fā)電機(jī)對(duì)于連接和斷開(kāi)大負(fù)載擾動(dòng)是敏感的。問(wèn)題在于：當(dāng)負(fù)載被快速移除時(shí)，交流發(fā)電機(jī)具有這樣的時(shí)間段，在該時(shí)間段期間，系統(tǒng)的慣性將產(chǎn)生運(yùn)行現(xiàn)在不再連接的負(fù)載所需要的電壓和電流。其結(jié)果是：輸出電壓會(huì)增加，從而導(dǎo)致電壓尖峰，并且如果負(fù)載斷開(kāi)足夠大的，則尖峰可能大于連接到交流發(fā)電機(jī)的模塊的最大電壓。所述模塊隨后可能由于過(guò)電壓而關(guān)閉并且當(dāng)電壓下降到最大電壓(例如，16伏特)之下時(shí)重置。在此，提供處理、方法和算法，以在移除大負(fù)載之后檢測(cè)、減緩和保持車(chē)輛電氣系統(tǒng)的操作。

這可分解為3個(gè)步驟：檢測(cè)、反應(yīng)和返回到正常操作。檢測(cè)算法被設(shè)計(jì)為檢測(cè)交流發(fā)電機(jī)負(fù)載的任何大的增大。為了增加可靠性和準(zhǔn)確性，使用兩個(gè)輸入信號(hào)。一個(gè)信號(hào)用于檢測(cè)負(fù)載的大的分離，另一個(gè)信號(hào)用于確保所述分離足以超過(guò)閾值。引入的負(fù)載指示符信號(hào)的時(shí)間差允許算法只考慮變化率。閾值檢測(cè)確保變化率的任何大的增大已經(jīng)迫使交流發(fā)電機(jī)足夠接近滿磁場(chǎng)(如果連接到交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的負(fù)載突然被移除，則具有大小足以破壞電氣系統(tǒng)的幅值的電壓尖峰將跟著發(fā)生)。

引入的負(fù)載信號(hào)的差分高通濾波器需要能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)變化率的光濾波。信號(hào)的這種濾波增大了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，隨后可向這些信號(hào)中的每個(gè)施加遲滯，使得不會(huì)發(fā)生顫振(chattering)?？紤]大幅度的增大而不僅僅等待交流發(fā)電機(jī)負(fù)載指示符超過(guò)最大值的重要性是算法嘗試檢測(cè)將同時(shí)影響系統(tǒng)電壓的大負(fù)載，而不檢測(cè)打開(kāi)和關(guān)閉的累積的較小的負(fù)載。除了使用將減小來(lái)自算法的模糊度的、直接連接到交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)器的離散信號(hào)以外，還可使用這種檢測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)方法。鑒于在即使考慮電壓設(shè)定點(diǎn)的減小而電壓通常也由調(diào)節(jié)器保持為常數(shù)的情況下，功率的幅值是電流的幅值的函數(shù)，所以這可考慮電流或功率而被執(zhí)行。

在成功檢測(cè)到大幅度的增大和負(fù)載指示符超過(guò)閾值之后，下一步驟是反應(yīng)步驟。在反應(yīng)步驟中，重要的是，系統(tǒng)快速獲取現(xiàn)有的設(shè)定點(diǎn)且隨后逐漸將其減小至在負(fù)載突然移除自身的情況下被認(rèn)為是標(biāo)稱的電壓設(shè)定點(diǎn)，并且尖峰將不會(huì)導(dǎo)致對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)的剩余部分造成干擾。

在反應(yīng)步驟之后，系統(tǒng)可返回到標(biāo)稱狀態(tài)。當(dāng)設(shè)定點(diǎn)被減小以補(bǔ)償從交流發(fā)電機(jī)汲取電力的大負(fù)載時(shí)，期望盡快將設(shè)定點(diǎn)返回到標(biāo)稱設(shè)定點(diǎn)。這可以是響應(yīng)于通過(guò)觀察到以下操作而確定大負(fù)載的移除的：交流發(fā)電機(jī)負(fù)載信號(hào)的負(fù)的變化率超過(guò)限制、交流發(fā)電機(jī)負(fù)載信號(hào)下降到特定閾值之下、低電壓系統(tǒng)電壓的大的變化率以及告知系統(tǒng)因負(fù)載移除而不再需要保護(hù)的離散信號(hào)。利用這些狀況的組合，算法隨后釋放設(shè)定點(diǎn)并將設(shè)定點(diǎn)提升回到標(biāo)稱系統(tǒng)電壓。

圖1是具有基于交流發(fā)電機(jī)的電氣系統(tǒng)的車(chē)輛系統(tǒng)100的框式拓?fù)鋱D。車(chē)輛102可以是各種類(lèi)型的乘用車(chē)輛之一(諸如，混合型多用途車(chē)輛(CUV)、運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)輛(SUV)、卡車(chē)、休旅車(chē)(RV))、船、飛機(jī)或用于運(yùn)輸人或物品的其它移動(dòng)機(jī)器。車(chē)輛102包括發(fā)動(dòng)機(jī)104。發(fā)動(dòng)機(jī)104可以是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī))。發(fā)動(dòng)機(jī)104可連接到變速器106以推進(jìn)車(chē)輛102。發(fā)動(dòng)機(jī)104可與起動(dòng)馬達(dá)108和交流發(fā)電機(jī)110連接。起動(dòng)馬達(dá)108可以是DC電動(dòng)馬達(dá)或者可以是AC馬達(dá)(諸如，用在一些混合動(dòng)力車(chē)輛中)。起動(dòng)馬達(dá)108和交流發(fā)電機(jī)110可以是單個(gè)電機(jī)，所述單個(gè)電機(jī)可被配置為：當(dāng)被配置為交流發(fā)電機(jī)時(shí)產(chǎn)生輸出電壓，或者當(dāng)被配置為起動(dòng)機(jī)時(shí)輸出扭矩以使發(fā)動(dòng)機(jī)104旋轉(zhuǎn)。模塊(諸如，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊(PCM)112)內(nèi)的控制器可控制交流發(fā)電機(jī)110。交流發(fā)電機(jī)110的輸出的一部分可被存儲(chǔ)在DC電池114(諸如，鉛酸電池、鋰離子電池或其它車(chē)輛電池)內(nèi)。此外，從交流發(fā)電機(jī)110產(chǎn)生的能量可經(jīng)由配電盒(PDB)116(也被稱作接線盒)進(jìn)行分配。應(yīng)該注意的是，示出的系統(tǒng)100僅僅為示例，并且可使用更多、更少和/或不同布置的元件。

PCM 112可包括被配置為執(zhí)行支持在此描述的處理的指令、命令和其它例程的一個(gè)或更多個(gè)處理器。例如，PCM 112可被配置為執(zhí)行用于控制多個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)的指令，所述多個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)104、變速器106和其它車(chē)輛負(fù)載118(包括高電流附件120和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)122)。可使用各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以非易失性方式來(lái)保存這樣的指令和其它數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(也被稱作處理器可讀介質(zhì)或存儲(chǔ)器)包括參與提供可由PCM 104的處理器讀取的指令或其它數(shù)據(jù)的任何非暫時(shí)性介質(zhì)(例如，有形介質(zhì))。處理器還可以是分別執(zhí)行整體功能的一部分的多個(gè)計(jì)算單元中的多個(gè)處理器?？蓮氖褂酶鞣N編程語(yǔ)言和/或技術(shù)創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)程序編譯或解釋計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述各種編程語(yǔ)言和/或技術(shù)包括但不限于以下項(xiàng)中單獨(dú)一個(gè)或它們的組合：Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、Java Script、Python、Perl和PL/SQL。

PCM 112還可被配置為經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)與車(chē)輛102的其它組件進(jìn)行通信。作為一些示例，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)可包括車(chē)輛控制器局域網(wǎng)(CAN)、局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)、以太網(wǎng)、面向媒體的系統(tǒng)傳輸(MOST)以及FlexRay中的一個(gè)或更多個(gè)。車(chē)載網(wǎng)絡(luò)可允許計(jì)算平臺(tái)與其它車(chē)輛系統(tǒng)(諸如，其它車(chē)輛負(fù)載118、EPS 120和PDB 116(在一些配置中可能不存在))進(jìn)行通信。PCM 112可被配置為提供發(fā)動(dòng)機(jī)操作組件(例如，怠速控制組件、燃料輸送組件、排放控制組件等)的控制以及發(fā)動(dòng)機(jī)操作組件的監(jiān)測(cè)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)診斷碼的狀態(tài))。車(chē)身控制模塊和PDB 116可被配置為管理各種電力控制功能，諸如，外部照明、內(nèi)部照明、無(wú)鑰匙進(jìn)入、遠(yuǎn)程啟動(dòng)以及接入點(diǎn)狀態(tài)驗(yàn)證(例如，車(chē)輛102的引擎蓋、車(chē)門(mén)和/或行李廂的關(guān)閉狀態(tài))。可汲取大量電流的其它車(chē)輛模塊包括環(huán)境控制管理模塊，所述環(huán)境控制器管理模塊被配置為提供加熱和冷卻系統(tǒng)組件的控制和監(jiān)測(cè)(例如，壓縮機(jī)離合器和鼓風(fēng)機(jī)控制、溫度傳感器信息等)。

圖2是交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的電路圖200。交流發(fā)電機(jī)110可包括發(fā)電機(jī)202和調(diào)節(jié)器204。發(fā)電機(jī)202可被配置為單定子發(fā)電機(jī)或雙定子發(fā)電機(jī)。該圖示為雙定子發(fā)電機(jī)。第一定子包括繞組206，繞組206被示出為被配置為Y型連接器(也被稱作為“Y”)。第一定子具有繞組206A、206B和206C，其中，每個(gè)繞組與一對(duì)二極管216A-C和218A-C連接，以將來(lái)自AC信號(hào)的信號(hào)整流或轉(zhuǎn)換為DC信號(hào)。繞組206A與二極管216A以及218A電連接，繞組206B與二極管216B以及218B電連接，繞組206C與二極管216C以及218C電連接。第二定子208包括繞組208A、208B和208C，其中，每個(gè)繞組與一對(duì)二極管216D-F和218D-F連接，以將來(lái)自AC信號(hào)的信號(hào)整流或轉(zhuǎn)換為DC信號(hào)。繞組208A與二極管216D以及218D電連接，繞組208B與二極管216E以及218E電連接，繞組208C與二極管216F以及218F電連接。

通過(guò)控制在勵(lì)磁線圈210中流動(dòng)的電流來(lái)執(zhí)行對(duì)交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)。勵(lì)磁線圈210激勵(lì)出磁場(chǎng)，定子在磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)以將轉(zhuǎn)動(dòng)能(使磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)換為電能。調(diào)節(jié)器204包括勵(lì)磁線圈210和開(kāi)關(guān)212。開(kāi)關(guān)212被示出為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，然而開(kāi)關(guān)212可以是雙極結(jié)型晶體管(BJT)、繼電器或用于控制電流流動(dòng)的其它結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)器214控制開(kāi)關(guān)212。驅(qū)動(dòng)器214可以是離散邏輯、模擬電路或數(shù)字電路。驅(qū)動(dòng)器214與控制器112連接，控制器112可包括經(jīng)由輸出端口222驅(qū)動(dòng)信號(hào)且從輸入端口224接收信號(hào)的處理器220。輸入端口224可包括模擬輸入和數(shù)字輸入。如果開(kāi)關(guān)由模擬電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則開(kāi)關(guān)可通過(guò)減小勵(lì)磁線圈210兩端的電壓來(lái)控制流入勵(lì)磁線圈210的電流。此外，開(kāi)關(guān)可利用數(shù)字電路被驅(qū)動(dòng)。數(shù)字電路可對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，使得開(kāi)關(guān)按照特定頻率根據(jù)特定占空比被接通和斷開(kāi)。所述頻率可以是固定頻率或可變頻率。脈沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)將在勵(lì)磁線圈中產(chǎn)生波動(dòng)的磁場(chǎng)。產(chǎn)生的磁場(chǎng)可基于調(diào)制的頻率和電感器的電感而被濾波，從而產(chǎn)生大體上恒定的場(chǎng)。

圖3是交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的操作參數(shù)相對(duì)于時(shí)間的圖形示圖300。電壓302和電流304相對(duì)于時(shí)間306而變化。示出的參數(shù)包括負(fù)載電流308、系統(tǒng)電壓310、交流發(fā)電機(jī)電流312和交流發(fā)電機(jī)場(chǎng)負(fù)載信號(hào)314。在該示例中，從110秒處的時(shí)間點(diǎn)到點(diǎn)316(此時(shí)負(fù)載被接入)，系統(tǒng)具有大約15伏特的電壓。負(fù)載可以是售后附件(諸如，犁、絞車(chē)、探照燈或汲取大量電流的其它附件)。系統(tǒng)電壓310隨著負(fù)載通電而被減小，直到系統(tǒng)電壓310在時(shí)間318處返回到操作水平。系統(tǒng)將繼續(xù)以操作水平進(jìn)行操作，并且如果接入其它負(fù)載(諸如，由114秒處的時(shí)間點(diǎn)示出的)，調(diào)節(jié)器將繼續(xù)在電流增大時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足負(fù)載功率需求。負(fù)載在點(diǎn)320處斷開(kāi)連接。在負(fù)載斷開(kāi)連接之前，交流發(fā)電機(jī)正在產(chǎn)生用于供應(yīng)到車(chē)輛系統(tǒng)(包括負(fù)載)的電力。因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)的響應(yīng)不是瞬時(shí)的，所以當(dāng)負(fù)載斷開(kāi)連接時(shí)，由交流發(fā)電機(jī)供應(yīng)的電力未立即減小，從而在時(shí)間點(diǎn)322處產(chǎn)生了電壓尖峰。如果連接和斷開(kāi)連接的負(fù)載大到足以導(dǎo)致調(diào)節(jié)器以接近滿功率來(lái)驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，則當(dāng)負(fù)載斷開(kāi)連接時(shí)，系統(tǒng)可能沒(méi)有能力去吸收現(xiàn)在未被消耗的額外的電力。因此，電壓尖峰可能增大到超過(guò)高電壓閾值(諸如，針對(duì)12V機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)的16V)。由于時(shí)間322處的電壓尖峰，車(chē)輛內(nèi)的模塊可接收該電壓尖峰。通常，車(chē)輛內(nèi)的模塊被配置有過(guò)電壓關(guān)閉。當(dāng)電壓超過(guò)預(yù)定閾值(諸如，16伏特)時(shí)，模塊將關(guān)閉。當(dāng)電壓下降到閾值或較低閾值之下時(shí)(諸如，在時(shí)間324處)，為了提供遲滯和提高穩(wěn)定性，模塊將重置并重啟。這種模塊重啟或模塊重新引導(dǎo)可能使得車(chē)輛所有者感到不適。

圖4是用于減小可能的電壓尖峰的影響的、基于交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的系統(tǒng)電壓相對(duì)于時(shí)間的減小的圖形示圖。示出了響應(yīng)于負(fù)載被連接或斷開(kāi)連接的系統(tǒng)操作400。圖示具有相對(duì)于時(shí)間406的電壓402和電流404。電壓402包括系統(tǒng)電壓410和交流發(fā)電機(jī)設(shè)定點(diǎn)控制信號(hào)414(也被稱作電壓設(shè)定點(diǎn))。交流發(fā)電機(jī)設(shè)定點(diǎn)414可被用于控制在交流發(fā)電機(jī)110的勵(lì)磁線圈210中流動(dòng)的電流。勵(lì)磁線圈210中的電流的流動(dòng)感應(yīng)出磁場(chǎng)，使得在定子206和208內(nèi)產(chǎn)生輸出電壓。勵(lì)磁線圈210中的電流被用于調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的輸出功率。輸出功率與系統(tǒng)電壓410和電流408有關(guān)。電流408是從交流發(fā)電機(jī)輸出到負(fù)載(諸如，內(nèi)部車(chē)輛負(fù)載(例如，HVAC風(fēng)扇和EPS)或外部負(fù)載(例如，絞車(chē)和雪犁))的電流。當(dāng)接入負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)電壓將隨著電流升高而下降，直到電流可支持負(fù)載的阻抗時(shí)為止，這發(fā)生在點(diǎn)420處。重要的是，負(fù)載不會(huì)導(dǎo)致大于最小電壓的電壓下降。在電壓下降到較低閾值之下的情況下，由系統(tǒng)電壓410供電的車(chē)輛內(nèi)的模塊可關(guān)閉或重置。

交流發(fā)電機(jī)還可包括輸出信號(hào)(也被稱作負(fù)載指示符416)。負(fù)載指示符416可以是交流發(fā)電機(jī)的功率輸出的函數(shù)或者可以是電流408的函數(shù)。負(fù)載指示符416可以是電流的積分(諸如，定積分)。定積分是在給定時(shí)間段上的積分。積分被定義為曲線下方的面積，所以在電路具有快速增長(zhǎng)的時(shí)間418處，預(yù)定時(shí)間段期間的曲線下方的面積將開(kāi)始增大。所述增大將跟隨斜率，直到時(shí)間段包圍較高電流流動(dòng)時(shí)為止。這可被示出為時(shí)間418與時(shí)間422之間的差。從負(fù)載被連接起開(kāi)始增大的電流呈現(xiàn)出變化增大速率。所述變化增大速率也被稱作電流曲線的斜率。因?yàn)榍€的導(dǎo)數(shù)是在那一點(diǎn)的斜率，所以電流曲線的斜率可通過(guò)微分來(lái)確定。在從定積分的斜率為零開(kāi)始的預(yù)定時(shí)間之后(諸如，時(shí)間422和424之間的窗口)，電壓設(shè)定點(diǎn)414可被減小以補(bǔ)償當(dāng)前通電的負(fù)載。當(dāng)電壓設(shè)定點(diǎn)414減小時(shí)，系統(tǒng)電壓410將基于電壓設(shè)定點(diǎn)414而被減小。在時(shí)間426處，負(fù)載斷開(kāi)連接，并且系統(tǒng)電壓410基于斷開(kāi)連接的負(fù)載的大小以及由交流發(fā)電機(jī)110產(chǎn)生的能量而在428處產(chǎn)生電壓尖峰。如果電壓設(shè)定點(diǎn)未被減小，則電壓尖峰可能超過(guò)閾值電壓。然而，通過(guò)減小電壓設(shè)定點(diǎn)，電壓尖峰沒(méi)有超過(guò)閾值電壓(例如，18伏特)。以安培小時(shí)為單位測(cè)量的一段時(shí)間期間的從交流發(fā)電機(jī)流出的電流為電荷的測(cè)量值。

圖5是用于控制交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的示例性流程圖500。在方框502，電壓設(shè)定點(diǎn)(也被稱作交流發(fā)電機(jī)輸出電壓設(shè)定點(diǎn))被設(shè)定，以將交流發(fā)電機(jī)輸出電壓保持在標(biāo)稱操作電壓(例如，15伏特)。在方框504，動(dòng)態(tài)指示符(諸如負(fù)載的變化率)被確定。動(dòng)態(tài)指示符還可被稱作負(fù)載指示符。在方框504正在確定動(dòng)態(tài)指示符的同時(shí)，在方框506監(jiān)測(cè)正在被供電的大負(fù)載的狀態(tài)。在方框508，執(zhí)行負(fù)載指示符的變化率與正變化率閾值的比較。在方框510，執(zhí)行負(fù)載指示符與預(yù)定限制的比較。如果負(fù)載指示符的變化率大于正變化率閾值并且負(fù)載指示符大于預(yù)定限制，則在方框512，電壓設(shè)定點(diǎn)將被減小。如果方框508和510的測(cè)試中的任何一個(gè)為假，則將執(zhí)行另一次讀取并且測(cè)試將重復(fù)。

一旦交流發(fā)電機(jī)輸出電壓設(shè)定點(diǎn)在方框512被減小，則在方框514執(zhí)行負(fù)載指示符的變化率與負(fù)變化率閾值的比較。在方框516，執(zhí)行負(fù)載指示符與預(yù)定限制的比較。如果負(fù)載指示符的負(fù)的變化率大于負(fù)變化率閾值或者負(fù)載指示符大于指示負(fù)載已經(jīng)被移除的預(yù)定限制，則在方框520，電壓設(shè)定點(diǎn)將返回到操作設(shè)定點(diǎn)。此外，在方框518，測(cè)量電壓設(shè)定點(diǎn)已經(jīng)被減小的時(shí)間的計(jì)時(shí)器與預(yù)定時(shí)間段進(jìn)行比較。如果電壓設(shè)定點(diǎn)已經(jīng)保持在減小的電壓水平持續(xù)大于所述預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段，則計(jì)時(shí)器將跳轉(zhuǎn)到方框520，并且電壓設(shè)定點(diǎn)將在方框520返回到正常操作電壓。在方框522，如果電壓接近于標(biāo)稱設(shè)定點(diǎn)，則處理將返回到方框520。否則，處理將退出。

在此公開(kāi)的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)，或者，通過(guò)處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧?。?lèi)似地，所述處理、方法或算法可以以多種形式被存儲(chǔ)為可被控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述多種形式包括但不限于永久存儲(chǔ)在非可寫(xiě)存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，ROM裝置)上的信息以及可變地存儲(chǔ)在可寫(xiě)存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，軟盤(pán)、磁帶、CD、RAM裝置以及其它磁介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))上的信息。所述處理、方法或算法還可在軟件可執(zhí)行對(duì)象中被實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，所述處理、方法或算法可使用合適的硬件組件(諸如，專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其它硬件組件或裝置)或者硬件、軟件和固件組件的組合被全部或部分地實(shí)現(xiàn)。

盡管在上面描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述權(quán)利要求所包含的所有可能形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)是描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，應(yīng)理解的是，可在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下做出各種改變。如前所述，各個(gè)實(shí)施例的特征可被組合，以形成可能未被明確描述或示出的本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管各個(gè)實(shí)施例可能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷，以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，期望的整體系統(tǒng)屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐久性、生命周期成本、可銷(xiāo)售性、外觀、包裝、尺寸、維護(hù)保養(yǎng)方便性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式合意的實(shí)施例并不在本公開(kāi)的范圍之外，并且可被期望用于特定的應(yīng)用。