电子电压调节器、交流发电机及发动机怠速控制的方法

摘要

本发明公开一种电子电压调节器、交流发电机及发动机怠速控制的方法，电子电压调节器安装在一机动车的交流发电机上，机动车还包括空调和发动机，电子电压调节器包括I/O怠速控制模块，I/O怠速控制模块包括Input信号侦测及控制模块、磁场工作模式侦测模块和Output输出控制模块。Input信号侦测及控制模块与空调电连接，磁场工作模式侦测模块与Input信号侦测及控制模块电连接，Output输出控制模块与Input信号侦测和控制模块和磁场工作模式侦测模块电连接。本发明在发动机怠速或转速较低，且交流发电机负载较大时，及时提高发动机转速，避免交流发电机、蓄电池长时间放电，从而延长交流发电机、蓄电池使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用交流发电机，特别是一种具有I/O怠速控制接口模块 的电子电压调节器以及交流发电机。

本发明还涉及使用上述的具有I/O怠速控制接口模块的电子电压调节器进 行发动机怠速控制的方法。

背景技术

图1为现有技术交流发电机调节器结构，如图1所示，现有普通交流发电 机电压调节器10的输出端子为L端子11、W端子12，其对应的电压调节器 10的内部包含相端侦测控制模块、压调控制模块、过压警告控制模块、欠压 报警控制模块、W端输出功能模块、指示灯输入回路、指示灯防误动作回路 等功能模块，此种调节器无监控整车空调是否开启的功能，这样会导致在车辆 怠速或者速度较低的工况下，空调开启且其它用电器同时打开时，导致交流发 电机的输出能力严重不足，交流发电机长时间处于过载状态。而且在此工况下 蓄电池长期放电，这样会严重影响交流发电机及蓄电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种机动车用交流发电机及其电子电压调节器，可在 发动机怠速或转速较低，且交流发电机负载较大时，及时提高发动机转速，避 免交流发电机长时间过载。

本发明还提供一种通过上述的电子电压调节器进行发动机怠速控制的方 法。

为了实现上述目的，本发明的电子电压调节器，安装在一机动车的交流发 电机上，所述机动车还包括空调和发动机，所述电子电压调节器包括I/O怠速 控制模块，所述I/O怠速控制模块包括：

Input信号侦测及控制模块，与所述空调电连接，用于检测所述空调的启 闭状态；

磁场工作模式侦测模块，与所述Input信号侦测及控制模块电连接，用于 检测所述交流发电机的负载状态；以及

Output输出控制模块，与所述Input信号侦测和控制模块和所述磁场工作 模式侦测模块电连接，用于在所述空调的状态为关闭状态、或由开启状态改变 为关闭状态、或所述空调为开启状态且所述交流发电机为非满负载状态时，输 出维持所述发动机当前转速的第一信号，在所述空调为开启状态且所述交流发 电机为满负载状态时，输出提高所述发动机转速的第二信号。

上述的电子电压调节器，其中，所述I/O怠速控制模块还包括：

Output输出延迟控制模块，与所述磁场工作模式侦测模块和所述Output 输出控制模块电连接，用于在所述交流发电机的满负载状态在一延迟时间内未 变化时，所述Output输出控制模块输出所述第二信号。

上述的电子电压调节器，其中，所述Input信号侦测及控制模块包括：

侦测子模块，与所述空调电连接，用于检测所述空调的启闭状态；及

控制子模块，与所述侦测子模块和所述磁场工作模式侦测模块电连接，用 于在检测到所述空调关闭时输出一空调关闭信号至所述Output输出控制模块， 在检测到所述空调开启时输出一空调开启信号至所述Output输出控制模块并 启动所述磁场工作模式侦测模块。

上述的电子电压调节器，其中，所述机动车还包括：

车辆控制单元，与所述Output输出控制模块电连接；及

怠速提升装置，与所述车辆控制单元和所述发动机电连接。

上述的电子电压调节器，其中，所述机动车还包括车辆继电器，所述车辆 继电器电连接在所述Output输出控制模块与所述车辆控制单元之间。

上述的电子电压调节器，其中，所述交流发电机具有磁场端，所述磁场工 作模式侦测模块与所述磁场端电连接。

本发明的一种交流发电机，用于机动车，所述机动车包括空调和发动机， 其中，所述交流发电机还包括上述的电子电压调节器。

本发明的发动机怠速控制的方法，采用上述的交流发电机进行，包括如下 步骤：

S100，空调的启闭状态检测步骤，当检测到空调关闭或者是由开启变化为 关闭时，进行步骤S400；当检测到空调开启时，进行步骤S200；

S200，交流发电机的负载状态检测步骤，当交流发电机为满负载状态时， 进行步骤S500；

S400，输出第一信号，使发动机维持当前转速；

S500，输出第二信号，使发动机转速提升。

上述的发动机怠速控制方法，其中，在所述步骤S200与所述步骤S500 之间还具有步骤S300，Output信号延迟输出，以在一延迟时间内，交流发电 机满负载的状态未变化时进行所述步骤S500。

本发明的技术效果在于：

本发明具有与整车沟通的功能，可在交流发动机怠速或转速较低，而此时 空调开启且负载较大时，交流发电机输出能力不足的情况下，Output输出控制 模块给整车发出信号，驱动继电器，此时发动机提高自身转速，同时交流发电 机转速提升，输出能力提升，这样可有效避免交流发电机长时间过载，避免蓄 电池长时间放电，从而延长交流发电机及蓄电池使用寿命，且能达到节油、节 能、环保的目的。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。

附图说明

图1为传统交流发电机的电压调节器的结构示意图；

图2为本发明一实施例的交流发电机的结构示意图；

图3为本发明一实施例的交流发电机的电路原理图；

图4为本发明一实施例的电压调节器的I/O怠速控制模块原理图；

图5为本发明一实施例的I/O怠速控制接口模块工作流程图；

图6为本发明一实施例的电压调节器的结构示意图。

其中，附图标记

现有技术：

10电压调节器

11L端子

12W端子

本发明中：

100交流发电机

110皮带轮

120转子总成

130前端盖总成

140定子总成

150整流组件总成

160后护罩

700电压调节器

710I/O怠速控制模块

711Input信号侦测及控制模块

712磁场工作模式侦测模块

713Output输出延迟控制模块

714Output输出控制模块

Q1功率管

180后端盖

701Input接口

702Output接口

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一 步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围 的限制。

参见图2，图2为本发明一实施例的交流发电机的结构示意图。本发明的 交流发电机100包括皮带轮110、转子总成120、前端盖总成130、定子总成 140、整流组件总成150、后护罩160、电压调节器700和后端盖180。

其中，还包括I/O怠速控制模块710，设置在所述交流发电机100的电压 调节器700内。

前端盖总成130与后端盖总成180使用螺栓连接，共同支撑交流发电机 100的各分总成。转子总成120通入励磁电流，并利用电磁感应原理，产生感 应磁场，进一步的转子总成120通过发动机带动旋转，产生旋转的磁场，旋转 的磁场使固定的定子总成140切割磁力线而产生电动势，电压调节器700控制 转子总成120中的励磁电流，同时调节定子总成140感生电压并转化为稳定的 适合车载用电器使用的输出电压，整流组件总成150将定子总成140产生的三 相交流电整流为一仅具有微小纹波的近似直流电。

其中，电压调节器700主要具有两个功能，一是作为励磁控制部件，根据 外部励磁信号或内部转速信号来确定交流发电机上励磁电路是否接通，二是作 为整个交流发电机对外输出的控制部件，将经过整流组件整流后的近似直流 电，调整为车载用电器可以正常工作的特定输出电压，通常为满足12V/24V 系统应用要求。

电压调节器700可通过螺栓、螺钉等紧固件连接于交流发电机100上，也 可通过插接器直接插于交流发电机100上，方便进行维修更换。

所述交流发电机100的其他各部分结构、组成、相互位置关系、连接关系 及工作原理等均为较成熟的现有技术，故在此不做赘述，下面仅对本发明的I/O 怠速控制模块710予以详细说明。

参见图3，图3为本发明一实施例的省略原调节器电路功能框图的交流发 电机原理图。本发明的电压调节器700可与整车进行信号沟通，此调节器是在 传统调节器基础上增加了I/O怠速控制接口模块710。所述I/O怠速控制模块 710包括Input信号侦测及控制模块711、磁场工作模式侦测模块712、Output 输出延迟控制模块713和Output输出控制模块714。

所述Input信号侦测及控制模块711与整车线束连接，检测整车空调是否 开启，当空调开启输入高电位，当空调关闭输入低电位。

Input信号侦测及控制模块711包括侦测子模块和控制子模块。侦测子模 块与空调电连接，用于检测空调的启闭状态；控制子模块与侦测子模块和磁场 工作模式侦测模块712电连接，用于在检测到空调关闭时输出一空调关闭信号 至Output输出控制模块714，在检测到空调开启时输出一空调开启信号至 Output输出控制模块714并启动磁场工作模式侦测模块712。

所述磁场工作模式侦测模块712与Input信号侦测及控制模块711电连接， 检测交流发电机100本身的占空比，即，检测交流发电机100本身的负载状态。

所述Output输出延迟控制模块713，与磁场工作模式侦测模块712和 Output输出控制模块714电连接，对Output信号进行延迟处理，避免发动机 误操作。

所述Output输出控制模块714分别与Input信号侦测及控制模块711、磁 场工作模式侦测模块712、Output输出延迟控制模块713以及整车的控制系 统电连接，对Input信号及磁场工作模式进行综合考量，对外输出高电位信号 (第二信号)或低电位信号(第一信号)，整车的控制系统根据此信号判定是 否提高发动机转速。具体为，在空调的状态为关闭状态、或由开启状态改变为 关闭状态、或空调为开启状态且交流发电机为非满负载状态时，输出维持发动 机当前转速的低电位信号，在空调为开启状态且交流发电机为满负载状态时， 输出提高发动机转速的高电位信号。

参见图5，图5为本发明一实施例的I/O怠速控制接口模块工作流程图。 当交流发电机100运行，即I/O怠速控制接口模块710通电，此时Output输出 控制模块714对外输出为低电位(Low)信号，整车的控制系统此时不提升发 动机速度。当交流发电机调节器对外接口Input接口701(结合图6)，即信号 侦测及控制模块711接收到空调开启信号时，也就是说Input信号侦测及控制 模块711采集到高电位(High)信号，此时磁场工作模式侦测模块712开启， 此模块检测交流发电机100的自身占空比，即交流发电机100的输出负载状态， 当交流发电机100在某转速下未达到占空比100％状态时，即交流发电机100 未满负载对外输出，Output输出控制模块714对外输出仍为低电位(Low)信 号。但当磁场工作模式侦测模块712检测到自身占空比为100％时，即交流发 电机100对外满负载输出时，Output输出延迟控制模块713开启，延迟时间 1～3s。如果在延迟时间内，磁场工作模式侦测模块712检测到交流发电机100 对外满负载的信号发生了改变，则重新计算延迟时间。如果在延迟时间内，磁 场工作模式侦测模块712检测到交流发电机100对外满负载的信号没有发生改 变，Q1功率管开启，Output输出控制模块714对外输出变为高电位(High) 信号，即Output接口702输出高电位信号。此时整车的控制系统接收到Output 输出控制模块714输出的高电位信号，整车的控制系统发出指令给发动机，令 其提升自身转速，交流发电机100转速也随之上升，在交流发电机100在未输 出饱和情况下，交流发电机100输出能力随转速的上升而提高，因此有效避免 交流发电机100长时间过载，避免蓄电池长时间放电。

由于交流发电机100的转速提升，此时交流发电机自身占空比等于或者小 于100％，但无论此时磁场工作模式侦测模块712检测到自身占空比等于或者 小于100％，只要Input信号侦测及控制模块711检测整车的空调信号为High 信号时，即检测到空调为开启时，Output输出控制模块714对外输出持续为高 电位(High)信号。

但当Input信号侦测及控制模块711检测空调信号为Low信号时，Output 输出控制模块714解除高电位输出，对外输出切换为低电位(Low)信号，发 动机维持当前转速。

其中，整车的控制系统包括车辆继电器、车辆控制单元(ECU)以及怠速 提升装置，Output输出控制模块714与车辆继电器连接，继电器通断与车辆控 制单元进行沟通，车辆控制单元控制触发信号给怠速提高装置，以提高发动机 的转速。

此种设计方案可有效避免交流发电机长时间过载，避免蓄电池长时间放 电，从而延长交流发电机及蓄电池使用寿命，且能达到节油、节能、环保的目 的。

本发明的一种发动机怠速控制的方法，参阅图5，包括如下步骤：

S100，空调的启闭状态检测步骤，当检测到空调关闭或者是由开启变化为 关闭时，进行步骤S400；当检测到空调开启时，进行步骤S200。

S200，交流发电机的负载状态检测步骤，当交流发电机为非满负载状态时， 进行步骤S400；当交流发电机为满负载状态时，进行步骤S500。

S400，Output信号输出步骤，输出第一信号，使发动机维持当前转速。

S500，Output信号输出步骤，输出第二信号，使发动机转速提升。

其中，在步骤S200与步骤S500之间还具有步骤S300，Output信号延迟 输出，以在一延迟时间内，交流发电机满负载的状态未变化时进行步骤S500。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。