汽車電氣控制方法和系統及發電機控制器的製作方法
2023-06-18 14:25:51
專利名稱：汽車電氣控制方法和系統及發電機控制器的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及汽車電氣控制技術，尤其涉及一種汽車電氣控制方法和系統及
發電機控制器。
背景技術：
目前，汽車所需的電能一般是由車載的發電機來提供的，該發電機在發動機的驅 動下進行發電和電能供給，為了提供備用電源，汽車中一般還設置有蓄電池，由發電機進行 充電，以便在對發電機的電能消耗較大時提供備用的電源。由於發動機是汽車行駛動能的 主要來源，所以需要合理控制發電機從發動機處獲得動能來發電的工作過程，避免影響汽 車的正常行駛，上述技術可稱為汽車的電平衡技術。 現有汽車電平衡技術涉及的參數都是在產品設計之初，根據發動機功率、發電機 功率、整車用電量以及蓄電池容量等參數通過計算確定的，電平衡參數例如可包括發電機
的發電量與發動機轉速的對應關係等。產品一旦定型，電平衡參數將無法調整。 在進行本發明的研究過程中，發明人發現現有技術存在如下缺陷汽車在實際行
駛中，由於電器配置不同、整車運行工況不同，有時會造成發電量的浪費，有時又會造成整
車虧電使蓄電池深度放電，深度放電將會降低蓄電池的壽命。
發明內容
本發明實施例提供一種汽車電氣控制方法和系統及發電機控制器，以優化汽車供
電方案，避免發電量的浪費以及虧電現象的發生。 本發明實施例提供了一種汽車電氣控制方法，包括 步驟10、監測並採集用於為汽車中各電負載供電的蓄電池的電池狀態參數，根據 所述電池狀態參數判斷所述蓄電池是否需要充電，若是，則執行步驟20 ;
步驟20、通過發動機控制器監測並採集發動機的發動機工況參數，根據所述發動 機工況參數判斷所述發動機是否滿足發電需求，若是，則執行步驟30，若否，則執行步驟 40 ; 步驟30、產生功率提高指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功 率向所述蓄電池充電，並返回執行步驟10 ; 步驟40、產生功率降低指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機降低發電功
率，並返回執行步驟10和/或步驟20。 如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是 所述步驟20中還包括監測並採集發電機的發電功率參數，則判斷所述發動機是 否滿足發電需求包括根據所述發動機工況參數和所述發電功率參數判斷所述發動機是否 滿足發電需求。 如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是步驟10包括
監測並採集所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流；
4
根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定所述蓄電池的荷電量作為所述 電池狀態參數； 判斷所述荷電量是否低於設定的電量門限值，若是，則確定所述蓄電池需要充電， 執行步驟20。 如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是步驟10還包括 根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定所述蓄電池的健康狀態參數作
為所述電池狀態參數，則當判斷出所述荷電量低於設定的電量門限值時還判斷所述健康狀
態參數是否在設定的健康狀態範圍內，若是，則確定所述蓄電池需要充電。
如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是步驟20包括 通過發動機控制器監測並採集發動機的轉速作為所述發動機工況參數； 根據發動機的轉速判斷所述汽車是否處於減速狀態，若是則確定發動機滿足發電
需求，執行步驟30，否則確定發動機不滿足發電需求，執行步驟40。 如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是在判斷出所述蓄電池不需要充電時，還 包括 步驟50、產生功率降低指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機降低發電功 率，並返回執行步驟IO。 如上所述的汽車電氣控制方法，優選的是所述步驟30具體包括 產生功率提高指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向所述
蓄電池充電，監測所述蓄電池的電池狀態參數，當監測到蓄電池的荷電量達到設定滿電量
時，返回執行步驟IO。 本發明實施例還提供了一種發電機控制器，包括 電池監測模塊，與用於向汽車中各電負載供電的蓄電池相連，所述電池監測模塊 用於監測並採集所述蓄電池的電池狀態參數，根據所述電池狀態參數判斷所述蓄電池是否 需要充電，若是，則觸發工況判斷模塊動作； 所述工況判斷模塊，與所述電池監測模塊相連，所述工況判斷模塊包括發動機監 測單元和工況判斷單元，所述發動機監測單元用於通過發動機控制器監測並採集發動機的 發動機工況參數，所述工況判斷單元用於根據所述發動機工況參數判斷所述發動機是否滿 足發電需求； 指令控制模塊，與所述工況判斷模塊、電池監測模塊和用於向所述蓄電池充電的 發電機相連，用於當所述工況判斷模塊判斷出所述發動機滿足發電需求時，產生功率提高 指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向所述蓄電池充電，當所述工 況判斷模塊判斷出所述發動機不滿足發電需求時，產生功率降低指令並發送給所述發電 機，以控制所述發電機降低發電功率。 如上所述的發電機控制器，優選的是所述工況判斷模塊還包括
發電機監測單元，與所述發電機相連，用於監測並採集所述發電機的發電功率參 數，並將所述發電功率參數提供給所述工況判斷單元，以便所述工況判斷單元根據所述發 動機工況參數和所述發電功率參數判斷所述發動機是否滿足發電需求。 如上所述的發電機控制器，優選的是所述發動機監測單元與所述發動機控制器通 過控制器區域網絡總線相連；所述電池監測模塊與所述蓄電池通過本地網際網路總線相連；所述發電機監測單元與所述發電機通過本地網際網路總線相連。
如上所述的發電機控制器，優選的是所述工況判斷單元包括 減速識別子單元，用於根據所述發動機工況參數判斷所述汽車是否處於減速狀 態； 工況確定子單元，用於當所述減速識別子單元判斷出所述汽車處於減速狀態時， 確定所述發動機滿足發電需求。 如上所述的發電機控制器，優選的是所述電池監測模塊包括 第一採集單元，與所述蓄電池相連，用於監測並採集所述蓄電池的溫度、電壓和/ 或電流； 第一計算單元，與所述第一採集單元相連，用於根據所述蓄電池的溫度、電壓和/ 或電流計算確定所述蓄電池的荷電量作為所述電池狀態參數； 第一判斷單元，與所述第一計算單元相連，用於判斷所述荷電量是否低於設定的 電量門限值，若是，則確定所述蓄電池需要充電。 如上所述的發電機控制器，優選的是所述電池監測模塊還包括 第二計算單元，與所述第一採集單元相連，用於根據所述蓄電池的溫度、電壓和/
或電流計算確定所述蓄電池的健康狀態參數作為所述電池狀態參數，且將所述健康狀態參
數提供給所述第一判斷單元，所述第一判斷單元用於判斷所述荷電量是否低於設定的電量
門限值，且判斷所述健康狀態參數是否在設定的健康狀態範圍內，若是，則確定所述蓄電池
需要充電。 本發明實施例還提供了一種包括上述發電機控制器的汽車電氣控制系統，還包括 發電機和蓄電池，其中所述蓄電池用於向汽車中的各電負載供電，所述蓄電池與所述電池 監測模塊相連；所述發電機與所述指令控制模塊相連，用於在所述指令控制模塊的控制下 向所述蓄電池充電。 本發明各實施例提供了一種汽車電平衡動態管理方案，發電機控制器可以根據發 動機工況的不同、蓄電池電池狀態的不同來調整發電機的發電功率，從而達到整車發電量 與用電量的動態平衡。採用本發明各實施例提供的汽車電平衡動態管理技術，可以在蓄電 池需要充電時才控制發電機提高功率，從而避免發生發電量浪費並降低整車油耗，並可以 通過實時監測蓄電池狀態及時對蓄電池進行充電，避免整車虧電導致的蓄電池深度放電現 象發生，從而提高蓄電池壽命。本實施例中，即使蓄電池需要充電時，若發動機無法滿足發 電需求，則也不提高發電機的發電功率，保證發動機的穩定運行，避免對汽車正常行駛的影 響。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發 明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。 圖1為本發明實施例一提供汽車電氣控制方法的流程圖；
圖2為本發明實施例二提供汽車電氣控制方法的流程6
圖3為本發明實施例二實施的一種優選控制方式的曲線圖； 圖4為本發明實施例三提供汽車電氣控制方法的流程圖； 圖5為本發明實施例四提供的發電機控制器的結構示意圖； 圖6為本發明實施例四提供的發電機控制器應用於汽車電氣系統中的結構示意 圖； 圖7為本發明實施例五提供的發電機控制器中工況判斷單元的結構示意圖。 圖中ioo-發電機控制器110-電池監測模塊120-工況判斷模塊121-發動機監測單元122-工況判斷單元122a-減速識別子單.122b_工況確定子單元130-指令控制模塊200-蓄電池210-蓄電池傳感器300-發電機400-發動機410-發動機附件420-起動機430-變速箱440-車輪500-發動機控制器
具體實施例方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例一 圖1為本發明實施例一提供汽車電氣控制方法的流程圖，該方法可以由發電機控 制器來執行，包括如下步驟 步驟10、發電機控制器監測並採集用於為汽車中各電負載供電的蓄電池的電池狀 態參數，根據電池狀態參數判斷蓄電池是否需要充電，若是，則執行步驟20 ;
步驟20、發電機控制器通過發動機控制器監測並採集發動機的發動機工況參數， 根據發動機工況參數判斷發動機是否滿足發電需求，若是，則執行步驟30，若否，則執行步 驟40 ; 步驟30、發電機控制器產生功率提高指令並發送給發電機，以控制發電機提高發 電功率向蓄電池充電，並返回執行步驟10 ; 步驟40、發電機控制器產生功率降低指令並發送給發電機，以控制發電機降低發 電功率，並返回執行步驟10和/或步驟20。 本實施例由發電機控制器執行的控制方法可應用於汽車電氣系統中，且在該汽車 電氣系統中，將蓄電池作為汽車中各電負載的主要供電設備，發電機主要用於為蓄電池充 電。汽車中的電負載可以是風扇、空調等設備。 本實施例的步驟40中，若發動機當前的工況不滿足發電需求，則產生功率降低指 令並發送給發電機，以控制發電機降低發電功率，此後可以返回步驟10監測蓄電池是否需 要充電，也可以返回步驟20監測發動機是否已滿足發電需求，或者可以同時返回步驟10和 步驟20，即同時監測蓄電池和發動機的狀態，以便在蓄電池需要充電且發動機滿足發電要 求時及時提高發電功能。若此後發動機仍然不滿足發電需求，則可以進一步降低發電功率，直至控制發電機空轉不發電。 本實施例提供了一種汽車電平衡動態管理方案，發電機控制器是能量回收的主控 制器，實現了整車電平衡的動態管理，本實施例的技術方案可以根據整車電器配置的不同、 發動機工況的不同、蓄電池電池狀態的不同來調整發電機的發電功率，從而達到整車發電 量與用電量的動態平衡。採用本實施例提供的汽車電平衡動態管理技術，可以在蓄電池需 要充電時才控制發電機提高功率，從而避免發生發電量浪費並降低整車油耗，並可以通過 實時監測蓄電池狀態及時對蓄電池進行充電，避免整車虧電導致的蓄電池深度放電現象發 生，從而提高蓄電池壽命。本實施例中，即使蓄電池需要充電時，若發動機無法滿足發電需 求，則也不提高發電機的發電功率，保證發動機的穩定運行，避免對汽車正常行駛的影響。
在本實施例的步驟20中，發動機控制器又可稱為發動機管理系統(Engine Management System,簡稱EMS)，負責整車的運行控制，可採集到整車運行狀態，例如車速、 加減速、發動機負荷等信息。發動機控制器可以通過控制器區域網絡(Controller Area Network,簡稱CAN)總線將上述參數傳輸給發電機控制器，以便發電機控制器能夠據此獲 知整車運行工況。 在本實施例的步驟20中，還可以包括監測並採集發電機的發電功率參數，則根據 發動機工況參數判斷發動機是否滿足發電需求的步驟具體可以為根據發動機工況參數 和發電功率參數判斷發動機是否滿足發電需求。該發電機可以設置為具有本地網際網路 (Local Interconnect Network,簡稱LIN)通訊功能的發電機，能夠向發電機控制器提供發 電功率參數，也可以接收發電機控制器發送的控制指令。發電機的發電功率可以以數值或 百分比的形式體現，例如發電機當前的發電功率佔據總發電功率的比例。
在本實施例中，步驟10可以具體包括 發電機控制器監測並採集蓄電池的溫度、電壓和/或電流，具體可以是通過蓄電 池上所設置的傳感器來分別採集蓄電池相關參數，發電機控制器可以通過LIN縱向與蓄電 池相交互； 發電機控制器根據蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定蓄電池的荷電量作為 電池狀態參數，具體可以通過預設算法來進行計算； 發電機控制器判斷荷電量是否低於設定的電量門限值，若是，則確定蓄電池需要 充電，執行步驟20。荷電量可以是蓄電池電量的百分比，範圍從0 100%。電量門限值可 以根據具體需要設定，例如，設定電量門限值為50%，當荷電量低於50%時即判斷蓄電池 需要充電。 採用上述技術方案可以在蓄電池電量不足時及時進行充電，避免蓄電池深度放電 而降低壽命。 在上述技術方案的基礎上，步驟10還可以進一步包括下述步驟 發電機控制器根據蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定蓄電池的健康狀態參
數作為電池狀態參數，則當判斷出荷電量低於設定的電量門限值時還判斷健康狀態參數是
否在設定的健康狀態範圍內，若是，則確定蓄電池需要充電。 健康狀態參數是反映蓄電池壽命的參數，可以用百分比來表示。蓄電池的荷電量 和健康狀態參數分別按照預設的算法與溫度、電壓和/或電流相對應。例如，預設算法可以 以映射表的形式存在，將溫度、電壓和/或電流的值及其對應的健康狀態參數和/或荷電量
8的值預存在映射表中，當採集到溫度、電壓和/或電流時，可以查詢獲取對應的康狀態參數 和/或荷電量。 採用上述技術方案，可以保證蓄電池在健康狀態下進行充電，若蓄電池已經處於
損壞、漏電等故障狀態，則應停止充電，避免進一步損壞蓄電池。
在上述技術方案中，優選的是步驟30包括如下步驟 發電機控制器產生功率提高指令並發送給發電機，以控制發電機提高發電功率向 蓄電池充電，監測該蓄電池的電池狀態參數，當監測到蓄電池的荷電量達到設定滿電量時， 即充電完成，返回執行步驟10。該充電滿電量可以預先設定，例如設定荷電量達到75時即 可停止充電。
實施例二 圖2為本發明實施例二提供汽車電氣控制方法的流程圖，本實施例可以以上述實 施例一為基礎，在本實施例中，步驟20可以具體包括 步驟21、發電機控制器通過發動機控制器監測並採集發動機的轉速作為發動機工 況參數； 步驟22、發電機控制器根據發動機的轉速判斷汽車是否處於減速狀態，若是則確 定發動機滿足發電需求，執行步驟30，否則確定發動機不滿足發電需求，執行步驟40。
本實施例中，在判斷出蓄電池需要充電時，還需要結合發動機的工況來判斷是否 提高發電功率。優選的是，當根據發動機的轉速與歷史記錄的轉速之間的變化，判斷出該發 動機處於減速狀態，並按照預設的算法對應出汽車的車速處於遞減狀態時，可以確定發動 機滿足發電需求。汽車的車速與發動機的轉速之間有一定比例的對應關係。提高發電機的 發電功率，即為發電機提供較大扭矩用於發電。由此可以避免發電機在發動機負荷大時影 響發動機輸出動力扭矩，保證發動機的穩定運轉。如圖3所示為本發明實施例二實施的一 種優選控制方式的曲線圖，其中，橫軸為時間軸，上方的縱軸為汽車的車速，下方的縱軸為 發電機的發電電壓。當車速增加或不變時控制發電機處於中壓狀態，當車速減小時提高發 電機的發電功率，使發電機處於高壓狀態。在汽車減速時提高發電機的功率有效實現了汽 車的制動能量回收，本應在制動過程中消耗的能量可以轉換為用於拖動發電機運轉發電， 既利用了動能，又增大了發動機反拖制動力。 在本發明的各實施例，對發動機是否滿足發電需求的判斷可以結合發動機轉速、
發動機負荷和發電機發電功率中的一個或多個參數來進行判斷，例如可以預設對應表，存
儲發動機轉速、發動機負荷和發電機發電功率的參數範圍，通過查表確定當前工況所處的
範圍，根據表中的預設值確定是否滿足發電需求。結合發動機的負荷參數，可以控制發電機
在發動機高負荷時降低發電功率，在發動機低負荷時提高發電功率，從而充分利用發動機
的動能，並保證發動機在高負荷時的穩定運行。 實施例三 圖4為本發明實施例三提供汽車電氣控制方法的流程圖，本實施例可以以上述實 施例為基礎，在判斷出蓄電池不需要充電時，還包括下述步驟 步驟50、產生功率降低指令並發送給發電機，以控制發電機降低發電功率，並返回 執行步驟IO。 在本實施例中，當蓄電池不需要充電時，可以控制發電機逐步降低發電功率，直至空轉狀態，避免不必要的發電而浪費動能。 採用本發明實施例提供的技術方案，可以結合考慮蓄電池的狀態、發動機的工況
和發電機的狀態，在需要充電且發動機工況允許時控制發電機的發電功率逐步增加，在不
需要充電和/或發動機的工況不允許時控制發電機的發電功率逐步降低，從而實現了電平
衡的動態調整。可以將對蓄電池、發動機和發電機參數的採集周期設定為毫秒級等較短的
數量值，對發電機的控制指令也是以諸如毫秒級這樣的短時間周期頻繁發出的，滿足發動
機、發電機功率變化的平滑性要求，提高駕駛舒適性。 實施例四 圖5為本發明實施例四提供的發電機控制器的結構示意圖，圖6為本發明實施例 四提供的發電機控制器應用於汽車電氣系統中的結構示意圖，在該汽車電氣系統中包括發 電機控制器100、蓄電池200和發電機300。發電機300通過傳動機構與發動機400相連， 發動機400 —般還連接發動機附件410、起動機420，通過變速箱430連接車輪440。
該發電機控制器100可以包括電池監測模塊110、工況判斷模塊120和指令控制模 塊130。其中，電池監測模塊110與用於向汽車中各電負載供電的蓄電池200相連，電池監 測模塊110用於監測並採集蓄電池200的電池狀態參數，根據電池狀態參數判斷蓄電池200 是否需要充電，若是，則觸發工況判斷模塊120動作。電池監測模塊110具體可以通過蓄電 池200上所設置的蓄電池傳感器210來採集溫度、電流和/或電壓等參數。工況判斷模塊 120與電池監測模塊110相連，工況判斷模塊120包括發動機監測單元121和工況判斷單 元122，發動機監測單元121用於通過發動機控制器500監測並採集發動機400 (圖中未示 發動機控制器500與發動機400的連接線路)的發動機工況參數，工況判斷單元122用於 根據發動機工況參數判斷發動機400是否滿足發電需求；指令控制模塊130與工況判斷模 塊120、電池監測模塊110和用於向蓄電池200充電的發電機300相連，用於當工況判斷模 塊120判斷出發動機400滿足發電需求時，產生功率提高指令並發送給發電機300，以控制 發電機300提高發電功率向蓄電池200充電，當工況判斷模塊120判斷出發動機400不滿 足發電需求時，產生功率降低指令並發送給發電機300，以控制發電機300降低發電功率。
在本實施例的基礎上，該工況判斷模塊120還可以包括發電機監測單元123。發 電機監測單元123與發電機300相連，用於監測並採集發電機300的發電功率參數，並將發 電功率參數提供給工況判斷單元122，以便工況判斷單元122根據發動機工況參數和發電 功率參數判斷發動機400是否滿足發電需求。 在本實施例中，發電機控制器100和發動機控制器500、蓄電池200和發電機300 之間可以採用總線方式實現通信。具體的，發動機監測單元121與發動機控制器500通過 CAN總線相連；電池監測模塊110與蓄電池200通過LIN總線相連；發電機監測單元123與 發電機300通過LIN總線相連。 在本實施例中，電池監測模塊具體可以包括第一採集單元、第一計算單元和第一 判斷單元。其中，第一採集單元與蓄電池相連，用於監測並採集蓄電池的溫度、電壓和/或 電流；第一計算單元與第一採集單元相連，用於根據蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確 定蓄電池的荷電量作為電池狀態參數；第一判斷單元與第一計算單元相連，用於判斷荷電 量是否低於設定的電量門限值，若是，則確定蓄電池需要充電。 在上述技術方案的基礎上，該電池監測模塊還可以包括第二計算單元，與第一採集單元相連，用於根據蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定蓄電池的健康狀態參數作 為電池狀態參數，且將健康狀態參數提供給第一判斷單元，第一判斷單元用於判斷荷電量 是否低於設定的電量門限值，且判斷健康狀態參數是否在設定的健康狀態範圍內，若是，則 確定蓄電池需要充電。 本實施例提供了一種汽車電平衡動態管理方案，發電機控制器是能量回收的主控 制器，實現了整車電平衡的動態管理，本實施例的技術方案可以根據整車電器配置的不同、 發動機工況的不同、蓄電池電池狀態的不同來調整發電機的發電功率，從而達到整車發電 量與用電量的動態平衡。採用本實施例提供的汽車電平衡動態管理技術，可以在蓄電池需 要充電時才控制發電機提高功率，從而避免發生發電量浪費並降低整車油耗，並可以通過 實時監測蓄電池狀態及時對蓄電池進行充電，避免整車虧電導致的蓄電池深度放電現象發 生，從而提高蓄電池壽命。本實施例中，即使蓄電池需要充電時，若發動機無法滿足發電需 求，則也不提高發電機的發電功率，保證發動機的穩定運行，避免對汽車正常行駛的影響。
實施例五 圖7為本發明實施例五提供的發電機控制器中工況判斷單元的結構示意圖，本實 施例以實施例四為基礎，優選的是工況判斷單元122具體包括減速識別子單元122a和工 況確定子單元122b。其中，減速識別子單元122a用於根據發動機工況參數判斷發動機400 是否處於減速狀態；工況確定子單元122b，用於當減速識別子單元122a判斷出發動機400 處於減速狀態時，確定發動機400滿足發電需求。 本實施例中，在判斷出蓄電池需要充電時，還需要結合發動機的工況來判斷是否 提高發電功率。優選的是，當根據發動機的轉速與歷史記錄的轉速之間的變化，判斷出該發 動機處於減速狀態時，可以確定發動機滿足發電需求。提高發電機的發電功率，即為發電機 提供較大扭矩用於發電。由此可以避免發電機在發動機負荷大時影響發動機輸出動力扭 矩，保證發動機的穩定運轉。在發動機減速時提高發電機的功率有效實現了汽車的制動能 量回收，本應在制動過程中消耗的能量可以轉換為用於拖動發電機運轉發電，既利用了動 能，又增大了發動機反拖制動力。 本發明上述實施例中的發電機控制器可以執行本發明實施例提供的汽車供電控 制方法，具備相應的功能模塊，具體可以執行預設算法來進行判斷和控制，預設算法可以是 預先設置在發電機控制器中的內部算法，可以根據具體的控制需要進行設定和修改。
實施例六 本發明實施例六提供一種汽車電氣控制系統，其結構可參見圖6所示，該汽車電 氣系統可以採用本發明實施例提供的發電機控制器ioo，且汽車電氣系統還包括發電機 300和蓄電池200。蓄電池200用於向汽車中的各電負載供電，蓄電池200與電池監測模塊 110相連；發電機300與指令控制模塊130相連，用於在指令控制模塊130的控制下向蓄電 池200充電。 本發明實施例的汽車電氣控制系統實現了汽車電平衡的動態調整技術，優化了汽 車供電方案，既避免發電量的浪費，又由於能夠為蓄電池及時從電從而能夠一定程度上避 免蓄電池虧電現象的發生。 本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過 程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序
11在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、 RAM、磁碟或者 光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。 最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡 管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替 換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求
一種汽車電氣控制方法，其特徵在於，包括步驟10、監測並採集用於為汽車中各電負載供電的蓄電池的電池狀態參數，根據所述電池狀態參數判斷所述蓄電池是否需要充電，若是，則執行步驟20；步驟20、通過發動機控制器監測並採集發動機的發動機工況參數，根據所述發動機工況參數判斷所述發動機是否滿足發電需求，若是，則執行步驟30，若否，則執行步驟40；步驟30、產生功率提高指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向所述蓄電池充電，並返回執行步驟10；步驟40、產生功率降低指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機降低發電功率，並返回執行步驟10和/或步驟20。
2. 根據權利要求1所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於所述步驟20中還包括監測並採集發電機的發電功率參數，則判斷所述發動機是否滿足發電需求包括根據所述發動機工況參數和所述發電功率參數判斷所述發動機是否滿足發電需求。
3. 根據權利要求1所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於，步驟10包括 監測並採集所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流；根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定所述蓄電池的荷電量作為所述電池狀態參數；判斷所述荷電量是否低於設定的電量門限值，若是，則確定所述蓄電池需要充電，執行 步驟20。
4. 根據權利要求3所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於，步驟10還包括 根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定所述蓄電池的健康狀態參數作為所述電池狀態參數，則當判斷出所述荷電量低於設定的電量門限值時還判斷所述健康狀態參 數是否在設定的健康狀態範圍內，若是，則確定所述蓄電池需要充電。
5. 根據權利要求1所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於，步驟20包括 通過發動機控制器監測並採集發動機的轉速作為所述發動機工況參數； 根據發動機的轉速判斷所述汽車是否處於減速狀態，若是則確定發動機滿足發電需求，執行步驟30，否則確定發動機不滿足發電需求，執行步驟40。
6. 權利要求1 5任一所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於，在判斷出所述蓄電池不 需要充電時，還包括步驟50、產生功率降低指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機降低發電功率，並 返回執行步驟IO。
7. 權利要求1 5任一所述的汽車電氣控制方法，其特徵在於，所述步驟30具體包括 產生功率提高指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向所述蓄電池充電，監測所述蓄電池的電池狀態參數，當監測到蓄電池的荷電量達到設定滿電量時，返 回執行步驟IO。
8. —種發電機控制器，其特徵在於，包括電池監測模塊，與用於向汽車中各電負載供電的蓄電池相連，所述電池監測模塊用於 監測並採集所述蓄電池的電池狀態參數，根據所述電池狀態參數判斷所述蓄電池是否需要 充電，若是，則觸發工況判斷模塊動作；所述工況判斷模塊，與所述電池監測模塊相連，所述工況判斷模塊包括發動機監測單 元和工況判斷單元，所述發動機監測單元用於通過發動機控制器監測並採集發動機的發動 機工況參數，所述工況判斷單元用於根據所述發動機工況參數判斷所述發動機是否滿足發 電需求；指令控制模塊，與所述工況判斷模塊、電池監測模塊和用於向所述蓄電池充電的發電 機相連，用於當所述工況判斷模塊判斷出所述發動機滿足發電需求時，產生功率提高指令 並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向所述蓄電池充電，當所述工況判 斷模塊判斷出所述發動機不滿足發電需求時，產生功率降低指令並發送給所述發電機，以 控制所述發電機降低發電功率。
9. 根據權利要求8所述的發電機控制器，其特徵在於，所述工況判斷模塊還包括 發電機監測單元，與所述發電機相連，用於監測並採集所述發電機的發電功率參數，並將所述發電功率參數提供給所述工況判斷單元，以便所述工況判斷單元根據所述發動機工 況參數和所述發電功率參數判斷所述發動機是否滿足發電需求。
10. 根據權利要求9所述的發電機控制器，其特徵在於所述發動機監測單元與所述發 動機控制器通過控制器區域網絡總線相連；所述電池監測模塊與所述蓄電池通過本地互聯 網絡總線相連；所述發電機監測單元與所述發電機通過本地網際網路總線相連。
11. 根據權利要求8所述的發電機控制器，其特徵在於，所述工況判斷單元包括 減速識別子單元，用於根據所述發動機工況參數判斷所述汽車是否處於減速狀態； 工況確定子單元，用於當所述減速識別子單元判斷出所述汽車處於減速狀態時，確定所述發動機滿足發電需求。
12. 根據權利要求8所述的發電機控制器，其特徵在於，所述電池監測模塊包括 第一採集單元，與所述蓄電池相連，用於監測並採集所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流；第一計算單元，與所述第一採集單元相連，用於根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電 流計算確定所述蓄電池的荷電量作為所述電池狀態參數；第一判斷單元，與所述第一計算單元相連，用於判斷所述荷電量是否低於設定的電量 門限值，若是，則確定所述蓄電池需要充電。
13. 根據權利要求12所述的發電機控制器，其特徵在於，所述電池監測模塊還包括 第二計算單元，與所述第一採集單元相連，用於根據所述蓄電池的溫度、電壓和/或電流計算確定所述蓄電池的健康狀態參數作為所述電池狀態參數，且將所述健康狀態參數提 供給所述第一判斷單元，所述第一判斷單元用於判斷所述荷電量是否低於設定的電量門限 值，且判斷所述健康狀態參數是否在設定的健康狀態範圍內，若是，則確定所述蓄電池需要 充電。
14. 一種包括權利要求8 13任一所述發電機控制器的汽車電氣控制系統，還包括發 電機和蓄電池，其特徵在於所述蓄電池用於向汽車中的各電負載供電，所述蓄電池與所述 電池監測模塊相連；所述發電機與所述指令控制模塊相連，用於在所述指令控制模塊的控 制下向所述蓄電池充電。
全文摘要
本發明提供一種汽車電氣控制方法和系統及發電機控制器。該方法包括監測並採集蓄電池的電池狀態參數，判斷蓄電池需要充電時，通過發動機控制器監測並採集發動機的發動機工況參數，根據發動機工況參數判斷發動機是否滿足發電需求，若是，則產生功率提高指令並發送給所述發電機，以控制所述發電機提高發電功率向蓄電池充電，若否，產生功率降低指令並發送給所述發電機，以控制發電機降低發電功率。本發明各實施例提供了一種汽車電平衡動態管理方案，發電機控制器可以根據發動機工況的不同、蓄電池電池狀態的不同來調整發電機的發電功率，從而達到整車發電量與用電量的動態平衡。
文檔編號H02J7/14GK101700772SQ20091023812
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者宋立彬 申請人:北汽福田汽車股份有限公司