用于车辆的电气系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于车辆的电气系统和方法，公开了用于向在不同电压下操作的两个电气总线供电的系统和方法。在一个示例中，选择性地断开和闭合两个或更多个开关，以将第一交流发电机和第二交流发电机与相应的总线电气地耦接和从相应的总线电气地断开。可以响应于电池荷电状态或两个电气总线上的电气负载需求而操作这些开关。

Electrical systems and methods used for vehicles

The invention relates to an electrical system and method for vehicles, and discloses a system and method for supplying power to two electrical buses operating at different voltages. In one example, two or more switches are selectively disconnected and closed to decoupling the first alternator from the second alternator with the corresponding bus and electrically disconnected from the corresponding bus. These switches can be operated in response to the battery charging state or the electrical load requirements on the two electrical buses.

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的电气系统和方法
本专利技术涉及用于向车辆和辅助车辆电气负载供电的系统和方法。所述系统和方法可以适用于在车辆内部或外部并具有不同额定电压的电气负载。
技术介绍
车辆可以包括可用于操作发动机致动器的低电压(例如，12VDC)电气负载。车辆还可以包括在较高电压(例如，48VDC)下操作的电气负载。例如，车辆可以包括当供应低电压(例如，12伏特)时操作的燃料喷射器和氧传感器。车辆还可以向在较高电压下操作的电动压缩机和逆变器供电。进一步地，逆变器可以向在车辆外部但由车辆供电的电气负载供电。外部电气负载可以包括在没有可用的固定电网供电的工作场所使用的钻、锯和照明设备。车辆的交流发电机可以输出基于低电压(例如，12-18VDC)的电力以向逆变器供应直流电流(DC)，所述逆变器将DC电力转换成交流(AC)电力。然而，如果逆变器能够供应数安培以上，则车辆的电气系统可能必须向逆变器供应大量的电流。由于需要沉重的量规线材和车辆封装限制，因此从交流发电机向逆变器运送大量电流可能是昂贵且困难的。
技术实现思路
本文的专利技术人已认识到上述问题，并且已开发一种用于输送车辆电力的方法，该方法包括：在第一模式中，经由通过发动机驱动的第一交流发电机向低电压总线供电，并经由通过发动机驱动的第二交流发电机向高电压总线供电；以及在第二模式中，经由第一交流发电机和第二交流发电机向低电压总线供电。通过提供用于输送基于高电压的电力的高电压总线和用于输送基于低电压的电力的低电压总线，可以在向高电压操作的致动器和传感器供电的同时，向低电压操作的致动器和传感器供电。进一步地，由于经由高电压总线向一些装置诸如逆变器提供高电压下的电力，因此与相同的装置使用基于低电压的电力操作相比，供应到这些装置的电流可被降低。此外，在高负载条件期间，可以结合第一交流发电机和第二交流发电机的输出，以提高输送到低电压总线或高电压总线的电力，使得可以支持较大的电气负载。本专利技术可以提供若干优点。具体地，该方法可以减小对电力总线的电压干扰。进一步地，该方法可以通过减小导体尺寸和降低电气系统复杂度来降低电气系统成本。进一步地，该方法可以允许车辆以降低的成本支持大的外部电气负载。当单独采用或结合附图时，根据下面的具体实施方式，本专利技术的上述优点和其他优点以及特征将显而易见。应当理解，提供上述
技术实现思路
以便以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这不意味着确立要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明当单独采用或参考附图时，通过阅读在本文中被称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文所描述的优点，其中：图1是用于向车辆电气系统供电的发动机的示意图；图2是包括电源的车辆动力传动系统的示意图；图3和图4示出示例性车辆电气系统配置；图5和图6示出示例性车辆电气系统操作顺序；图7-13示出用于操作图3和图4所示的车辆电气系统的示例性方法。具体实施方式本专利技术涉及控制在产生电力的车辆的车上和车外输送的电力。如图1所示，车辆可以经由内燃发动机产生电力。如图2所示，内燃发动机可以包括在车辆的动力传动系统或动力系统中。如图3或图4所示，车辆可以包括电力分配系统。车辆的电力分配系统可以根据图5的顺序或图6的顺序来操作。图7-13的方法可以操作图1-4中的系统，以提供图5和图6所示的顺序。参考图1，包括多个汽缸(其中一个汽缸在图1中示出)的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括汽缸盖35和汽缸体33，汽缸盖35和汽缸体33包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36定位在汽缸壁32中，并且经由与曲轴40的连接做往复运动。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。任选的起动机96(例如，低电压(以小于30伏特操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以与环形齿轮99接合。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，起动机96在不与发动机曲轴接合时处于基本状态。燃烧室30被示出为经由相应的进气提升阀52和排气提升阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮轴51和排气凸轮轴53操作。进气凸轮轴51的位置可以由进气凸轮轴传感器55确定。排气凸轮轴53的位置可以由排气凸轮轴传感器57确定。当发动机通过停用进气门致动器59而旋转时，进气门可以在整个发动机循环中保持打开或关闭，进气门致动器59可以电动地、液压地或机械地操作进气门。可替换地，进气门可以在发动机的循环期间打开和关闭。当发动机通过停用排气门致动器58而旋转时，排气门可以在整个发动机循环(例如，发动机转两圈)中保持打开或关闭，排气门致动器58可以电动地、液压地或机械地操作排气门。可替换地，排气门可以在发动机的循环期间打开和关闭。燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到汽缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，可以使用高电压双级燃料系统来产生较高的燃料压力。此外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气装置42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地耦接到涡轮增压器压缩机162。可替换地，压缩机162可以是电动的。任选的电子节气门62调节节流板64的位置，以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的进口在增压室45内，因此在增压室45中的压力可以被称为节气门进口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。废气门163可以经由控制器12调节，以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气滤清器43清洁进入发动机进气装置42的空气。响应于控制器12，无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被示为耦接到催化转化器70上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。在一个示例中，转换器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用各自具有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转换器70可以是三元型催化剂。控制器12在图1中被示出为常规微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，控制器12被示出为还接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，包括：来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接到加速器踏板130以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；耦接到制动器踏板150以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自耦接到进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于输送车辆电力的方法，其包括：在第一模式中，经由通过发动机驱动的第一交流发电机向低电压总线供电，并且经由通过所述发动机驱动的第二交流发电机向高电压总线供电；以及在第二模式中，经由所述第一交流发电机和所述第二交流发电机向所述低电压总线供电。

【技术特征摘要】
2016.10.27 US 15/336,6421.一种用于输送车辆电力的方法，其包括：在第一模式中，经由通过发动机驱动的第一交流发电机向低电压总线供电，并且经由通过所述发动机驱动的第二交流发电机向高电压总线供电；以及在第二模式中，经由所述第一交流发电机和所述第二交流发电机向所述低电压总线供电。2.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述低电压总线的电力被直接供应到所述发动机的燃料喷射器和节气门。3.根据权利要求2所述的方法，其中来自所述高电压总线的电力被直接供应到逆变器。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述高电压总线电气地耦接到高电压电能存储装置，并且其中所述低电压总线电气地耦接到低电压电能存储装置。5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括经由第一电气隔离开关将所述第一交流发电机选择性地电气地耦接到所述第二交流发电机。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步经由第一电气隔离开关将所述第一交流发电机选择性地电气地耦接到所述低电压总线，并且经由第二电气隔离开关将所述第一交流发电机选择性地电气地耦接到所述第二交流发电机。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在进入所述第二模式之前，将所述第二交流发电机与所述高电压总线和所述第一交流发电机电气隔离，并且调节所述第二交流发电机的励磁电流。8.根据权利要求7所述的方法，其中调节所述励磁电流以提供与所述低电压总线的所述电压相等的所述第二交流发电机的输出电压。9.一种用于输送车辆的电力的方法，其包括：在第一模式中，经由通过发动机驱动的第一交流发电机向高电压总线供电并且经由通过所述发动机驱动的第二交流发电机向高电压总线供电，所述高电压总线向逆变器供电；以及在第二模式中，经由所述第一交流发电机和所述第二交流发电机向所述高电压总线供电。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括经由所述逆变器向车外电气装置供电。11.根据权利要求9所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·OC·吉布森，J·E·罗林格，A·R·盖尔，J·A·迪马克，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US