行驶中交通工具的低发动机转速电子附件负载调节

摘要

提供了用于降低发动机在特定的转速下超过其转矩或功率限制的可能性的系统和方法。还提供了用于降低直流‑直流转换器和交流逆变器以特定的转速使发电机过载的可能性的系统和方法。

说明书

技术领域

本公开涉及用于交通工具的附件电力系统(accessory power system)。更具体地，本公开涉及用于调节到由发电机组供电的直流和交流附件的电力的系统和方法。

背景技术

包括常规公交车的交通工具具有需要电力的附件和附件子系统。附件可以是直流附件或交流附件。这些附件可以使用低压电池供电。另外，可以使用发电机组为附件供电。本文中使用的短语发电机组是指机械地联接至发电机以提供从发电机输出的交流电(交流)的电力的发动机。

然而，一些事件(包括发动机转速突然下降、额外附件负载的逐步施加或附件电动机的线路启动)可能导致发电机的瞬时过载和/或发动机功率限制。

特别地，当发动机转速低时，由于发动机或发电机的原因，附件电力系统的可用电力可能受到限制。例如，当附件切换到电源线(总线)中时，涌流(inrush)功率可能会瞬时超过稳态功率。尤其具有挑战性的是感应电机的线路启动，它在几个60Hz的周期内可消耗5-10倍的额定功率。稳态附件负载也可能超过发电机和/或发动机的容量。

发明内容

因此，公开了一种附件电力系统。该系统包括联接到发电机的第一逆变器、直流-直流转换器、第二逆变器和处理器。发电机能够机械地联接至发动机。当发电机联接到发动机时，第一逆变器配置为从发电机接收交流电力并且为第一直流链路提供直流电力。

直流-直流转换器被联接到第一直流链路，并且配置为从第一逆变器接收直流电力并且向第二直流链路提供直流电力以向直流附件供电。第二直流链路能够连接至电池。

第二逆变器联接到第一直流链路，并且配置为从第一逆变器接收直流电力并且向交流附件提供交流电力。

处理器配置为控制发电机输出，并使电力从发电机供应到直流附件和交流附件，将检测到的第一直流链路上的直流电压与直流附件的直流电压设定点进行比较。当该检测到的直流电压小于该直流电压设定点时，处理器配置为使直流-直流转换器的输出电流限制从基线值降低。当第二直流链路联接到电池时，电池将为直流附件供电。

系统可以向一个或多个直流附件和一个或多个交流附件供电。当给一个以上的直流附件供电时，该系统可以包括多个直流-直流转换器。每个直流-直流转换器联接到第一直流线，并且从第一逆变器接收直流电力，并且向第二直流链路提供直流电力以分别给直流附件供电。

每个直流附件都有一个直流电压设定点。在本公开的一个形态中，相同的设定点用于所有直流附件。当在第一直流链路上检测到的直流电压小于直流电压设定点时，处理器配置为降低每个直流-直流转换器的输出电流限制。电池为每个直流附件供电。当第一直流链路上的直流电压返回到直流电压设定点以上时，处理器配置为将直流-直流电力的输出电流限制增加到基线值。

在本公开的一个形态中，交流附件使用与直流附件不同的设定点。例如，交流附件的设定点小于直流电压设定点。处理器还配置为将在第一直流链路上检测到的直流电压与交流附件的设定点进行比较。当该检测到的直流电压小于该交流附件的设定点时，处理器将配置为从基线值降低第二逆变器的伏-每赫兹(Volts-per hertz)输出。

类似地，当第一直流链路上的直流电压返回到设定点以上时，处理器配置为将第二逆变器的伏特-每赫兹输出增加到基线值。

当为一个以上交流附件供电时，每个交流附件可能有其自己的设定点。设定点是根据附件的优先级设置的。在本公开的一个形态中，每个交流附件可以具有其自己的第二逆变器。在本公开的另一个形态中，相同的第二逆变器可以用于多个交流附件。

不同的设定点允许交流附件的选择性折返(foldback)。例如，当检测到的直流电压小于一个或多个交流附件的设定点时，处理器配置为降低与具有大于该检测到的直流电压的设定点的一个或多个交流附件相对应的一个或多个第二逆变器的伏特-每赫兹输出。

处理器还配置为接收检测到的发电机或发动机的转速，并将检测到的转速与阈值进行比较。当检测到的转速小于阈值时，处理器配置为降低发电机的转矩或功率限制并基于降低的转矩或功率限制来控制发电机。当所检测到的转速在小于阈值之后移动到等于或大于阈值的转速时，转矩或功率限制随后会增加回基线值。

处理器还配置为确定转矩大于对于给定转速的阈值的时间长度。当确定的时间长度大于时间阈值时，处理器配置为向发动机控制器发出转矩或转速命令，以将发动机的转速增加至特定的转速。

处理器配置成当转矩仍然大于对于新转速的阈值时，向交通工具发出指令以从附件电力系统上的负载移除附件。

还公开了一种附件电力系统，其包括联接到发电机的第一逆变器、直流-直流转换器、第二逆变器和处理器。发电机能够机械地联接至发动机。当发电机联接至发动机时，逆变器配置成从发电机接收交流电力并为第一直流链路提供直流电力。

直流-直流转换器联接到第一直流链路，并且配置为从第一逆变器接收直流电力并且向第二直流链路提供直流电力以向直流附件供电。第二直流链路能够联接至电池。

第二逆变器联接到第一直流链路，并且配置为从第一逆变器接收直流电力并且向交流附件提供交流电力。

配置为控制发电机的输出并使电力从发电机供应到直流附件和交流附件的处理器接收检测到的发电机或发动机的转速，并将检测到的转速与阈值进行比较。当检测到的转速小于阈值时，处理器配置为降低发电机的转矩或功率限制并且基于降低的转矩或功率限制控制发电机输出。

附图说明

图1示出了根据本公开的形态的联接至发动机以及多个直流附件和交流附件的附件电力系统的框图，其中，发电机经由皮带联接至发动机的轴；

图2示出了根据本公开的形态的联接至发动机以及多个直流附件和交流附件的附件电力系统的框图，其中，发电机直接联接至发动机的电力输出轴；

图3示出了根据本公开的形态的功率控制单元的框图；

图4示出了根据本公开的形态的系统控制单元的框图；

图5示出了根据本公开的形态的用于直流附件和交流附件的基于示例优先级的设定点；

图6示出了根据本公开的形态的由处理器执行的比例积分控制的图；

图7示出了根据本公开的形态的由于电压下降而导致的附件折返的框图；

图8示出了根据本公开的形态的由于发电机/发动机转速而引起的转矩或功率限制折返的框图；

图9描绘了根据本公开的形态的用于直流-直流转换器的控制路径的框图；和

图10示出了根据本公开的形态的用于逆变器的控制路径。

具体实施方式

本文所述的系统可用于任何常规的移动交通工具中，例如公交车、汽车、卡车、轮船、拖船、飞机等。该系统不需要使用高压能量存储设备。本文中使用的高电平表示高于50V的电压。

图1示出了根据本公开的各个形态的与发动机100联接的附件电力系统以及多个直流附件(在本文中统称为130)和交流附件(在本文中统称为135)的框图。

发动机100(例如原动机)可以是使用汽油的发动机、柴油发动机或压缩天然气(CNG)发动机。附件电力系统与动力传动系是分开的。动力传动系包括发动机100、变速器104和驱动轴106。

发电机110机械地连接或联接到发动机100。如图1所示，发电机110通过皮带/皮带轮系统108机械地连接到发动机100的轴102。当在图1中，发电机110通过皮带/皮带轮系统108连接至轴102时，发电机110可以以其它方式连接至发动机100。例如，图2示出了不同的机械连接，例如发电机110连接至电力输出(PTO)轴112。在本公开的其它形态中，发电机110可以连接至齿轮箱，而齿轮箱又连接到发动机100的轴。

齿轮箱和/或皮带提供发动机转速与发电机转速的固定比率。在本公开的一个形态中，发动机转速可以与发电机转速不同。该差异是事先已知的(通过固定的转速比)。因此，当人们知道发电机转速时，也就知道了发动机转速。

发电机110可以是永磁发电机。可以使用其它发电机。当联接至发动机100(在本文中称为发电机组)时，发电机提供三相交流电力。发电机110可以提供变频交流电力。发电机110是高压发电机。

发电机110电联接至功率控制单元(PCU)115，也称为附件电力系统(APS)。联接用粗线(对比虚线或细线)表示。PCU 115提供向直流附件130和交流附件135提供所需电力而所需的电力处理和转换。

该系统进一步包括系统控制单元(SCU)120。SCU 120与PCU 115通信以控制转换和电力供应。图1中的虚线表示控制信号线。SCU120还确定发电机110的转矩和/或功率限制。另外，SCU 120确定PCU 115的电流限制和功率限制。

系统还包括转速传感器140。转速传感器140(例如旋转变压器、编码器、霍尔效应和自感测)检测发电机110的转速。转速传感器140将检测到的转速传达给SCU 120。连接转速传感器140和SCU 120的虚线是信号线。

PCU 115能够电联接至直流附件130和交流附件135。图1和图2示出了与N个直流附件和N个交流附件联接的PCU 115。直流附件130可包括照明、收音机、收费箱、电动窗、门、风扇和动力转向。直流附件130不限于本文提供的示例。

PCU 115经由低压直流链路(总线)315(在图3中示出)联接到直流附件130。诸如铅酸电池之类的电池125也能够联接至低压直流链路315。低压直流链路在图1和图2中用细线示出。电池125可以由诸如锂离子电池的其它材料制成，或者可以是超级电容器。在本公开的一个形态中，该电池125用于启动、照明和点火(SLI)。

图1显示了联接到低压直流链路的电池125。电池125是低压电池。

交流附件135通常是电动机驱动的。因此，PCU 115能够联接到用于相关附件的电动机。交流电压在图1和图2中以实线(与发电机110与PCU 115之间的高压交流链路以及低压直流链路不同)表示。例如，交流附件135可包括空气压缩机、空调压缩机和动力转向泵。交流附件135不限于本文提供的示例。在此使用的短语“交流附件”也指附件起作用所需的子系统。

图3示出了根据本公开的形态的PCU 115的框图。PCU 115包括发电机逆变器300、高压直流链路305、一个或多个直流-直流转换器(在本文中统称为310)、一个或多个附件逆变器(在本文中统称为320)和电压传感器325。

发电机逆变器300电连接到发电机110。发电机逆变器300从发电机110接收三相交流电力。发电机逆变器300与所有附件功率逆变器320和直流-直流转换器310共享公共高压直流链路305。

高压直流链路305上的电压基于发电机110的输出。发电机110的再生转矩的增加将导致高压直流链路305的电压幅值增加，而发电机110的再生转矩的降低将导致高压直流链路305的电压幅值减小。当发电机逆变器300和发电机110以其转矩和/或功率限制运行时，它将无法保持高压直流链路305的幅值。例如，当发电机110以最大再生转矩或功率运行并且施加了额外负载时，高压直流链路电压305将下降。

直流-直流转换器310产生可调节的直流电源从而向交通工具的低压直流链路315提供电力。电池125连接到低压直流链路315。直流-直流转换器310保持低压电池125上的充电。如图3所示，直流-直流转换器310的数量为N。在本公开的一个形态中，直流-直流转换器310的数量与直流附件130的数量相同。直流-直流转换器310电连接到公共高压直流链路305。

附件逆变器320从用于电动机驱动的交通工具附件的公共直流高压链路305来产生可变频率和电压的三相电力。如图3所示，附件逆变器320的数量为N。在本公开的一个形态中，附件逆变器320的数量与交流附件135的数量相同。在本公开的其它形态中，附件逆变器320的数量少于交流附件的数量，其中多个交流附件共享一个附件逆变器。附件逆变器320也电连接到公共高压直流链路305。附件电动机可以连接到附件逆变器。例如，用于动力转向泵的电动机可以连接至附件逆变器(例如320

电压传感器325电联接到高压直流链路305，并且配置为检测直流链路305的电压。电压传感器325通过信号线(如图1和图2所示)将检测到的电压报告给SCU 120。电压传感器325将检测到的电压发送到SCU 120中的处理器。

图4示出了根据本公开的形态的SCU 120的框图。

SCU 120包括处理器400和存储器405。处理器400经由信号线命令PCU 115。处理器400实现电压/电流调节和转矩调节，这将在后面描述。在本公开的另一个形态中，代替处理器400，发电机逆变器300提供调节。例如，发电机逆变器300可以配置为通过调节由发电机110产生的转矩来控制公共高压直流链路305的大小。发电机逆变器300可以控制再生转矩从而增加高压直流链路305的电压幅值。发电机逆变器300可以控制再生转矩从而减小高压直流链路305的电压幅值。

另外，处理器400也经由信号线从转速传感器140和电压传感器325接收检测信号。

处理器400可以是微控制器或微处理器或任何其它处理硬件，例如CPU、GPU、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑设备(PLD)。存储器405可以与处理器400分离(为清楚起见如图4所示)或集成在其中。例如，微控制器或微处理器包括至少一个数据存储设备，例如但不限于RAM、ROM和持久性存储器。在本公开的一个形态中，处理器400可以配置为执行存储在计算机可读存储设备中的一个或多个程序。所述计算机可读存储设备可以是RAM、持久性存储器或可移动存储器。存储设备是能够临时地和/或永久地存储信息(例如但不限于数据、程序、指令、程序代码和/或其它合适的信息)的任何硬件。

根据本公开的形态，存储器405可以包括用于折返直流-直流转换器310的电流限制的设定点、用于折返从附件逆变器320的伏-每赫兹输出的设定点、用于折返发电机110的转矩和/或功率限制的阈值及为此的设定点、以及时间阈值。

根据本公开的形态，处理器400调节到直流附件130和交流附件135的功率，以防止直流-直流转换器310和附件逆变器320使发电机110过载。

可以在高带宽处知道发电机110过载，因为转换器和逆变器与发电机逆变器300共享公共高压直流链路305，如上所述，当发电机110的功率或转矩受到限制时直流电压的幅值将下降。当公共高压直流链路305出现电压下降时，要么一个或多个直流-直流转换器310的电流受到限制，要么一个或多个附件逆变器320的伏-每赫兹受到限制。

在本公开的一个形态中，可以基于附件(交流和直流)及其相关联的直流-直流转换器和附件逆变器来对折返设置优先级。例如，当折返电源时，可以为不同的附件分配优先级。

通过为与不同的附件130和135相关的直流-直流转换器或附件逆变器选择不同的折返设定点，将优先级分配给不同的附件130和135。当高压直流链路305下降时，具有最高设定点的直流-直流转换器310或附件逆变器320将首先折返其负载。随着链路下降到每个直流-直流转换器或附件逆变器的设定点以下，功率将从发电机逆变器300中移除，这将恢复发电机逆变器300与直流-直流转换器310和附件逆变器320之间的功率平衡。

在本公开的一个形态中，一个目标是在系统级别具有不间断的电力，并且另一个目标是在临界负载之前折返非临界负载(例如，可能希望在动力转向之前将损失的电力给空调)。

因为电池125联接到低压直流链路315，所以可以给直流-直流转换器310最低的优先级，并将其设置为先折返(最高电压折返设定点也称为折返设定点、电压设定点和直流电压设定点)。在本公开的一个形态中，所有直流-直流转换器310可具有相等的折返设定点，从而维持负载的共享。系统保持不间断电源，因为电池125瞬时为连接到低压直流链路315的直流附件13供电(除非电池没有电力)。

在本公开的一个形态中，可以通过将电压折返设定点设置为低于直流-直流转换器130来给交流附件135高优先级。这是因为折返应用于交流附件135的伏-每赫兹输出并且将直接降低用户可能注意到的输送功率。

当提供了一个以上的附件逆变器320时，可以通过为每个交流附件分配不同的折返设定点来进一步确定每个交流附件和相关联的附件逆变器的优先级。例如，动力转向可以设置在比空调低的电压设定点上，从而使其具有优先权。

图5示出了根据本公开的形态的用于直流附件和多个交流附件的基于优先级的设定点的示例。如图5所示，低优先级附件(负载)被赋予较高的设定点，而高优先级负载则被赋予较低的设定点。图左侧的箭头显示低到高的优先级负载。顶部的破折号框反映了额定高压直流链路的值。例如，该值可以是600V。设定点的电压值小于高压直流链路的额定电压。

每条线代表设定点的电压值。如图所示，直流-直流转换器310具有最高设定点(折返设定点)，例如，最接近额定高压直流链路的值。用于交流附件的附件逆变器320具有较低的设定点(折返设定点1-n)。如图5所示，每个交流附件(和相关的附件逆变器)都有不同的设定点。相对于高压直流链路305的额定电压确定高和低。

在本公开的一个形态中，处理器400使用比例积分控制(PI)确定折返。由处理器执行的PI控制的示例如图6所示。

在图6中，测得的信号是由电压传感器325检测到的高压直流链路305上的电压。折返设定点是特定直流-直流转换器或附件逆变器的值。根据需要为每个附件重复PI。使用PI，处理器400计算折返增益，该折返增益可以应用于直流-直流转换器310的输出电流限制或者等效地应用于附件逆变器320的输出交流电压的伏-每赫兹。折返增益被限制介于0和1之间，如620所示。

PI确定所测量的电压(检测到的)与折返设定点600之间的差(减法器)。当所测量的电压(检测到的)大于折返设定点时，处理器400将折返增益的值确定为1，并且不对直流-直流转换器的电流限制或附件逆变器的伏-每赫兹施加折返。

当所测量的电压(检测到的)小于折返设定点时，处理器400确定折返增益的稳态输出为0，因此完全折返将适用于例如要么是直流-直流转换器310的电流限制要么是附件逆变器320的伏-每赫兹。折返增益达到稳态值的时间由控制增益Ki 616和Kp 618确定。可通过调整控制增益来控制速率。Kp 618是快速折返，而Ki 616是增量折返。通过具有大的Kp618，折返更快，例如达到稳态(完全折返更快)。

图7示出了根据本公开的形态的用于调节到附件的功率的方法。在图7中，调节到附件的功率以减少或避免高压直流链路305上的电压下降。

在S700，处理器400接收在高压直流链路上测量的电压。该电压由PCU 115中的电压传感器325检测并通过信号线传输。测得的电压被临时存储在存储器405中。

在S705，处理器400将测得的电压与高压直流链路的额定电压进行比较。在本公开的一个形态中，额定电压被预设并存储在存储器405中。处理器400从存储器405检索额定电压。

如果所测量的电压小于额定电压(在S705中为“是”)，则在S710，处理器400从存储器405中检索直流附件和交流附件的设定点。测得的电压小于额定电压表示电压下降和发电机110上的潜在过载。

在715，处理器400确定是否先前已经折返了任何附件(例如直流附件130或交流附件135)，例如，对其直流-直流转换器310或附件逆变器320施加的电流限制。这是为了看是否仍然需要应用直流或交流附件的电流限制或可以将其移除。

如果在S715确定先前没有折返任何附件(在S715为“否”)，则处理器400在S730使用检索到的设定点对每个直流和交流附件执行折返分析(根据需要)。处理器400执行PI控制，如图6所示。例如，对于直流附件，处理器400确定所测量的电压与设定点(电压)600之间的差。当所测量的电压大于直流设定点(电压)时，到关联的直流附件的功率保持不变，例如无折返。另一方面，当测量电压较小时，例如负差，则发生折返。在本公开的一个形态中，处理器400还从存储器检索Kp 618和Ki 616。处理器400将所测量的电压与设定点电压之间的差对时间进行积分(在图6中显示为1/S 605)，并将积分后的差乘以Ki 616以得到第一值。另外，处理器400将测得的电压与设定点电压之间的差乘以Kp 618以获得第二值。通过使用加法器615将第一和第二值相加来确定折返增益。

处理器400使用折返增益控制相应的直流-直流转换器(例如310

图9描绘了根据本公开的形态的用于直流-直流转换器的控制路径的框图。所描绘的控制可以由处理器400执行。如上所述，折返增益用于设置电流限制。直流-直流转换器具有预设的直流-直流最大电流。处理器400通过使用乘法器900将折返增益与预设直流-直流最大电流相乘来调整预设直流-直流最大电流。这是输入到电压调节器910的UL的电流限制。该系统包括电压和电流传感器，用于检测由直流-直流转换器提供的电压和电流。处理器400使用减法器905确定所请求的电压与来自电压传感器的电压测量之间的差。该差作为电压误差输入到电压调节器910(误差)。零安(0A)(例如，下限)也被输入到电压调节器910。

电压调节器910(处理器)将电流请求输出到电流调节器920。处理器400使用减法器915确定电流请求(由电压调节器910确定)与电流传感器检测到的电流测量(由直流-直流转换器输出的电流)之间的差。将该差作为电流误差(误差)输入到电流调节器920。电流调节器920还接收最大占空比和最小占空比，并将占空比请求输出到PWM生成器925。

如上所述，处理器400执行乘法器900、减法器905/915、电压调节器910和电流调节器920。在本公开的其它方面，控制在直流-直流转换器自身中。

对每个直流附件310重复进行折返分析。在本公开的一个形态中，每个直流附件具有相同的设定点，因此，如果使用电流限制将一个直流附件折返，则每个直流附件将会要么减少零功率(处于稳态)要么降低功率。直流附件的供电减少是暂时的，并且当测量的电压返回到设定点以上时，电源将返回到基线值。当直流附件(例如130

在本公开的一个形态中，在分析交流附件135的折返之前，处理器400使电压传感器325再次检测高压直流链路305上的电压，以查看电压是否增加回到额定值，以避免影响交流附件。

如果仍在以下，则处理器400对交流附件135执行折返分析。处理器400从具有最高电压设定点(例如135

处理器400使用折返增益控制相应的附件逆变器(例如320

例如，当稳态折返增益为零时，输出的伏-每赫兹为零，并且没有从附件逆变器(例如320

图10示出了根据本公开的形态的用于逆变器的控制路径。如同用于直流-直流转换器的控制路径一样，该控制可以由处理器400执行。在本公开的其它方面，该控制可以在逆变器自身中实现。

将折返应用于所请求的电压和频率。使用乘法器1000/1005的处理器400将折返增益与电压请求和频率请求相乘。所得电压被输入到直流到交流变换器1020(数学变换器)。将结果频率乘以2π可获得Ω。Ω被积分(在图10中表示为1/S，积分器1015)，输出θ。θ被输入到由处理器400执行的直流到交流变换器1020。直流到交流变换器1020输出交流电压信号(在图10中标识为电压ABC)。处理器400执行占空比计算器1025。这将占空比(在图10中标识为占空比ABC)输出到PWM生成器1030。

如图10所示，处理器400可以执行乘法器1000/1005、积分器1015、直流到交流变换器1020、占空比计算器1025和PWM生成器1030。

在本公开的一个形态中，在分析其它交流附件的折返之前，处理器400使电压传感器325再次检测高压直流链路305上的电压，以查看电压是否增加回到了额定值，以避免影响其它交流附件。

如果仍在以下，则处理器400对另一个交流附件(例如135

在本公开的其它方面，处理器400在再次感测高压直流链路305上的电压之前，对每个直流附件130和交流附件135执行折返分析。

另一方面，在S715，如果之前已经折返了直流或交流附件(130或135)(在S715为“是”)，则处理器400确定是否电流限制或伏-每赫兹可以在S720返回到基线值。

在S720，处理器400确定在高压直流链路305上测得的电压是否大于或等于附件的折返设定点。对于每个折返的附件都进行此确定。如果处理器400确定所测量的电压大于或等于附件的折返设定点，则在S725，电流限制或伏-每赫兹返回基线值。处理器400将具有基线值的指令发布给直流-直流转换器310或附件逆变器320。PI控制器(处理器)将收到一个正误差，当该正值乘以Kp 618并加到积分路径(Ki)时，折返增益的值将从0变回1。

如果处理器400确定测得的电压仍小于折返设定点，则步骤进入S730，并且附件保持折返状态。

返回参考S705，如果处理器400在S705处确定所测得的电压等于额定电压(在S705为“否”)，则处理器400确定是否先前已将任何附件折返以将电流限制或伏特-每赫兹返回到基线值。

如果处理器400在S735处确定有先前折返的附件(在S735为“是”)，则在S740中，电流限制或伏-每赫兹返回到基线值，并且图9或图10中描述的控制执行，而没有折返增益。

之后，步骤返回到S700。类似地，如果没有处于折返状态的附件(在S735为“否”)，则步骤返回到S700。

图8示出了根据本公开的其它形态的调节方法，以防止发动机100超过其转矩或功率限制或减小其可能性。在S800，处理器400从转速传感器140接收发电机110转速。该转速通过信号线接收。由于发电机110机械地联接至发动机100，因此发电机转速与发动机转速具有固定比率，这是预先已知的。因此，以下可以使用发动机或发电机的转速之任一个。例如，在本公开的一个形态中，在S805之前，处理器400可以使用固定比率将感测到的发电机转速转换成发动机转速，其中阈值是发动机转速。

在S805中，处理器400将转速与存储在存储器405中的转速阈值进行比较。处理器从存储器405检索阈值。在本公开的一个形态中，阈值可以是发动机的怠速转速(或任何等效的发电机转速)。在本公开的另一个形态中，阈值是小于用于指示失速条件的怠速的值。当转速小于阈值时，发动机可能过载。在本公开的一个形态中，处理器400可以根据其它某些条件而减小发电机的转矩或功率限制，向发动机控制器发出转速指令以增加发动机的转速或向另一控制器发出指令以停用附件。这些条件之一是经历过载条件的时间。在本公开的形态中，使用两个计时器和两个时间特定值(或阈值)。一个计时器用于确定是否应提高发动机转速，而另一个计时器用于确定是否应移除负载。

如果转速等于或大于阈值(在S805为“否”)，则在S810，处理器400确定两个计时器是否已经被预先设置(由于先前的过载条件)。如果未设置计时器，则步骤返回到S800。如果设置了计时器(在S810为“是”)，则处理器400停止计时器，并在S815将其重置为零。

如果转速小于阈值(在S805为“是”)，则在S820，处理器400确定是否设置了计时器(例如第一计时器)。如果未设置计时器(在S820为“否”)，则处理器400在S825将计时器设置为特定值。该计时器用于确定是否增加发动机的转速。例如，计时器可以被设置为5秒或10秒。代替将计时器设置为特定值，处理器可以启动计时器并确定时间是否达到阈值。上述也有同样的选择。

如果计时器被设置并且递减计数(或者开始并递增计数)(在S820为“是”)，则处理器400在S830确定时间是否已经到期(如果递减计数)还是已经达到阈值(如果递增计数)。

如果时间尚未到期或尚未达到阈值(在S830为“否”)，则处理器400执行发电机110的转矩或功率限制的折返(在S825之后也执行S870)。在本公开的一个形态中，处理器400执行PI控制以确定类似于上述的折返增益。但是，在这种情况下，测量值是(发动机或发电机的)转速，而设定点也是转速。在本公开的一个形态中，设定点是小于发动机的怠速的转速(或通过固定比率与其相关的转速)。在此PI中，Ki和Kp是不同于上述的值。类似地，Kp导致发动机的转矩或功率限制更快地减小，而Ki随时间逐渐减小转矩或功率限制。如上所述，最小转矩或功率限制为零，例如完全折返。上限是电力电子设备(例如发电机和逆变器)的最大容量。

设定点转速减去所测得的转速。处理器400将该差对时间进行积分，并将其乘以Ki以得到第一值，并且将该差乘以Kp以获得第二值。通过将第一值和第二值相加来确定发电机转矩和功率限制(例如再生转矩和功率限制)的折返增益。

由发电机110产生的任何后续转矩或功率均基于转矩或功率限制。折返增益乘以发电机110的转矩或功率限制，以产生转矩或功率限制的当前值，该当前值用于为由电压调节器产生的转矩或功率提供上限。当期望的转矩或功率超过使用折返增益确定的转矩或功率限制时，处理器400将转矩或功率调节为等于转矩或功率限制。否则，当期望的转矩或功率小于或等于转矩或功率限制时，使用期望的转矩或功率。

折返将从发动机100移除转矩和/或功率，并起到防止发动机100失速的作用。然而，折返将可能在高压直流链路305中引起电压下降，这将触发附件的折返，这在图7中已描述并且因此将不再详细描述。

如果时间已到期或已达到阈值(在S830为“是”)，则在S835，处理器400向发动机控制器发出指令以将发动机的转速提高(例如至怠速转速以上)。该指令通过通信线路(总线)发出，该通信线路在图1或图2中未示出。计时器的值可能取决于应用。在本公开的形态中，计时器可以基于瞬时负载阶跃事件可能发生的最大时间量。计时器将设置为大于此时间。另外，计时器可以是用户或操作员(交通工具所有者)，例如，操作员愿意允许附件以降低的性能运行的时间量。

之后，处理器400在S840设置另一个计时器。该计时器用于确定是否从发电机110上移除负载(例如交流附件135)。例如，计时器可以是10秒或20秒。代替将计时器设置为特定值，处理器400可以启动计时器并确定时间是否达到另一个阈值。处理器400确定当前转矩是否大于给定转速的转矩阈值。对于不同的转速，转矩阈值是不同的。在本公开的一个形态中，存储器405包括由转速索引的转矩阈值表。处理器通过信号线接收当前转速。处理器400使用当前转速，从存储器405中检索对应的转矩阈值。在S850，处理器400将当前转矩与当前转速的转矩阈值进行比较。当转矩大于转矩阈值时(在S850为“是”)，发动机100过载。处理器400确定过载的长度。在S855，处理器400确定时间是否已经到期(如果递减计数)或已经达到另一个阈值(如果递增计数)。

如果另一个计时器上的时间尚未到期或尚未达到另一个阈值，则处理返回到S850，否则，步骤进入S860。在S860，处理器400向交通工具控制器(未示出)发出指令以减小负载。该指令通过未显示的通信线路(总线)来传输。例如，在本公开的一个形态中，交通工具可以禁用低优先级负载，例如空调系统。

如果在S850，处理器400确定当前转矩小于或等于当前转速的转矩阈值(在S850为“否”)，则处理器400在S865停止另一个计时器。然后步骤返回到S800。

如本文中所使用的，术语“处理器”可以包括单核处理器、多核处理器、位于单个设备中的多个处理器、或彼此有线或无线通信并分布在设备、互联网或云的网络上的多个处理器。因此，如本文所使用的，由“处理器”执行或配置为由“处理器”执行的功能、特征或指令可以包括由单个核心处理器执行的功能、特征或指令，可以包括由多核处理器的多个核集体或协同地执行的功能、特征或指令，或者可以包括多个处理器集体或协同地执行的功能、特征或指令，其中不需要每个处理器或核单独执行每个功能、特征或指令。

本公开的各个方面可以体现为体现或存储在计算机或机器可用或可读介质的程序、软件或计算机指令，或使计算机或机器执行在计算机、处理器和/或机器上执行时的方法的步骤的一组介质。还提供了一种由机器可读的程序存储设备，例如计算机可读介质，有形地体现了该机器可执行的指令程序，以执行本公开中描述的各种功能和方法，例如，一种计算机程序产品。

计算机可读介质可以是计算机可读存储设备或计算机可读信号介质。计算机可读存储设备可以是例如磁的、光的、电子的、电磁的、红外的或半导体的系统、装置或设备、或前述的任何合适的组合；然而，计算机可读存储设备不限于这些示例，除了计算机可读存储设备不包括计算机可读信号介质。计算机可读存储设备的其它示例可以包括：便携式计算机磁盘、硬盘、磁存储设备、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、可擦写可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光学存储设备或上述各项的任何适当组合；然而，计算机可读存储设备也不限于这些示例。可以包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形介质可以是计算机可读存储设备。

计算机可读信号介质可以包括其中包含有计算机可读程序代码的传播数据信号，例如但不限于基带中或作为载波的一部分。传播的信号可以采取多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是可以通信、传播或传输供系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何计算机可读介质(不包括计算机可读存储设备)。可以使用任何适当的介质来传输包含在计算机可读信号介质上的程序代码，所述介质包括但不限于无线、有线、光缆、RF等或上述的任何适当组合。

本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且无意于限制本公开的范围，并且无意于穷举。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。