Диссертация (781805), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В течение первого интервала времени регулируемое напряжениеподдерживают на номинальном уровне 14,2В – 14,4В. В течение второгоинтервала времени регулируемое напряжение снижаютиизмеряютнапряжение АБ, характеризующее ее зарядное состояние. При снижениинапряжения аккумуляторной батареи ниже определенного значения (12,08В –12,1В) отключают потребители работа которых не связана с безопасностьюдвижения, а затем повышают обороты холостого хода двигателя ирегулируемое напряжение до уровня 14,5В – 14,7В. В течение третьегоинтервалавременирегулируемоенапряжениеподдерживаютвышеноминального значения (14,8В – 15В) при условии, если не включеныпотребители, критичные к напряжению питания [52].3.
Алгоритм регулирования, при котором напряжение в бортовой сетипостоянно измеряют и сравнивают с пороговыми значениями. Когданапряжение уменьшается ниже первого порогового значения (12,3В –12,35В)регуляторнапряженияподдерживаетминимальныйуровеньрегулируемого напряжения генератора 14,1В – 14,3В. При этом пороговоезначение изменяют в зависимости от температуры аккумуляторной батареидля исключения получения избыточного заряда. В случае если напряжение вбортовой сети уменьшается ниже второго порогового значения (12,05В –12,1В)регуляторнапряженияподдерживаетмаксимальныйуровеньрегулируемого напряжения генератора 14,6В – 14,8В [9].4.Алгоритмрегулированиянапряжения,разработанныйизапатентованный автором.
Задачей, на решение которой направленоизобретение, является создание способа регулирования напряжения вбортовой сети транспортного средства, реализация которого не вызываетсущественного усложнения и снижения надежности работы системыэлектроснабжения в целом.Указанный технический результат обеспечивается тем, что по способурегулирования напряжения в бортовой сети транспортного средства с167генератором и буферной аккумуляторной батареей, по которому напряжениев бортовой сети измеряют и преобразуют в сигнал, характеризующий еговеличину, сравнивают полученный сигнал с пороговыми значениями,фиксируют моменты времени, когда указанный сигнал уменьшается нижепервого заданного порогового значения, в которые переводят регуляторнапряжения генератора, если он находился в ином режиме, в режимподдержания максимального напряжения генератора, а впоследствиипереводятрегуляторнапряжениягенератораврежимподдержанияминимального напряжения генератора, дополнительно как только сигнал,характеризующий величину напряжения в бортовой сети, в первый раз послефиксации каждого из упомянутых моментов времени достигнет второгозаданного порогового значения, который по величине больше первогозаданного порогового значения, запускают таймер и, если в последующемтаймер зафиксирует заданный промежуток времени, регулятор напряжениягенератора переводят в режим поддержания минимального напряжениягенератора, таймер останавливают и обнуляют, а если в период работытаймера зафиксирован хотя бы один из упомянутых моментов времени,таймер останавливают и обнуляют.Кроме того, в частном случае при упомянутом преобразованиинапряжения бортовой сети в сигнал, характеризующий его величину, сначалаформируют сигнал, пропорциональный указанному напряжению, а затемсглаживают его посредством интегрирующей цепи.Способ поясняется рис.
34, где представлена функциональная схема,его реализующая, и рис. 35, где приведены диаграммы изменения сигнала,характеризующего напряжение в бортовой сети (а), работы таймера (б),перестроения режимов работы регулятора напряжения генератора (в).168Рис. 36 Функциональная схема регулятора напряжения, реализующаявыбранный алгоритм.Рис. 37. Диаграммы изменения сигнала, характеризующего напряжениев бортовой сети (а), работы таймера (б), перестроения режимов работырегулятора напряжения генератора (в).169Функциональная схема состоит из генератора 1 (рис.
36), параллельнокоторому подключена буферная аккумуляторная батарея 2, регулятора 3напряжения, интегрирующей цепи 4, подключенной к бортовой сети 5,регенеративного компаратора 6, входом подключенного к интегрирующейцепи 4, триггера 7, один из входов которого соединен с выходомрегенеративного компаратора 6, таймера 8, вход сброса которого подключенк упомянутому выходу регенеративного компаратора 6, выход к второмувходу триггера 7, а блокировочный вход к выходу триггера 7, которыйсоединен также с входом управляемого ключа 9, шунтирующего один изрезисторов измерительной цепи регулятора 3 напряжения, подключенной кбортовой сети 5.
Интегрирующая цепь 4 может отсутствовать, тогдарегенеративный компаратор 6 подключается к бортовой сети через делительнапряжения.Способ реализуется следующим образом.Напряжение бортовой сети 5 измеряется и преобразуется в сигнал,характеризующий его величину. Этот сигнал 10 (рис. 37а) может быть простопропорционален напряжению в бортовой сети (при отсутствии цепи 4) либосглажен посредством интегрирующей цепи 4 (сигнал 11). Затем полученныйсигналсравниваютврегенеративномкомпараторе 6сзаданнымипороговыми значениями Uп1 и Uп2, где Uп2>Uп1 (фиг. 2а). Непосредственнопосле пуска двигателя транспортного средства напряжение в бортовой сети 5характеризуется провалом вследствие разряда аккумуляторной батареи инедостаточности напряжения на генераторе из-за настройки его регуляторана режим поддержания минимального напряжения генератора (режим"компенсирующего заряда") и низкой частотой вращения двигателя наоборотах холостого хода.
При уменьшении сигнала 10 или 11 ниже первогозаданногопороговогозначенияUп1регенеративныйкомпаратор6переключается, фиксируя моменты времени t1, t5, t7 или t2, t8 (рис. 35а), исвоим выходным сигналом переводит триггер 7 в другое устойчивое170положение, если он находился в ином состоянии. В момент времени t1 или t2регулятор 3 напряжения переводится в режим поддержания максимальногонапряжения генератора 1 с помощью установки управляемого ключа 9сигналомстриггера7вположение,соответствующеенастройкеизмерительной цепи регулятора напряжения. В моменты времени t5, t7 и t8регулятор 3 напряжения и триггер 7 уже находились в указанном состоянии,поэтому никакого перехода не происходит. При наличии сигнала с триггера7, т.е.
в период времени t1-t11 или t2-t10 (рис. 37б), таймер 8 разблокирован повходу блокировки. "Ускоренный" заряд аккумуляторной батареи 2 в данномслучае возможен лишь тогда, когда мощность, отдаваемая генератором,достаточна для поддержания повышенного уровня напряжения. Однако этоусловие может не выполняться, так как мощность генератора являетсяфункцией частоты вращения двигателя, которая определяется дорожнойобстановкой. Если мощность генератора 1 недостаточна для поддержанияповышенного уровня напряжения, схема ожидает моментов времени, когдасигнал 10 или 11 в первый раз после каждого провала напряжения достигнетвторого заданного порогового значения (t3, t6, t9 или t4, t10).
В эти моментывремени выходной сигнал регенеративного компаратора 6 меняет свойуровень и запускает таймер 8, снимая сигнал с его входа сброса. После этогомомента регулятор 3 напряжения поддерживает повышенное напряжение вбортовой сети еще в течение заданного времени, например 120 с (это времяопределяется длительностью ездового цикла). После того, как таймер 8зафиксирует указанный промежуток времени Т, на его выходе появляетсясигнал, возвращающий триггер 7 в исходное состояние. Изменениевыходного сигнала триггера 7 приводит к блокировке таймера 8 и изменениюсостояния управляемого ключа 9.
В результате этого регулятор 3 напряженияпереводится в режим поддержания минимального напряжения генератора (t11или t12, рис. 37в), а таймер 8 останавливается (t11 или t12, рис. 37б), а затемобнуляется. Если в течение заданного промежутка времени, отсчитываемогоот моментов t3, t6 или t4, повышенное напряжение из-за характера ездового171цикла не может быть поддержано непрерывно, то при уменьшении сигнала10 или 11 ниже первого порогового значения Uп1 (t5, t7 или t8) вновьсрабатывает регенеративный компаратор 6, выходной сигнал которогоподается на один из входов триггера 7, подтверждая его прежнее состояние,и на вход сброса таймера 8, благодаря чему последний обнуляется иостанавливается (t5, t7 или t8).
Таким образом, схема в любом случаегарантированно обеспечивает режим непрерывного "ускоренного" зарядааккумуляторной батареи в течение заданного промежутка времени Т (рис.37б) независимо от характера ездового цикла. Введение сглаживаниясигнала, пропорционального напряжению бортовой сети, посредствоминтегрирующейцепи4позволяетисключитьреакциюсхемынакратковременные провалы напряжения (t5-t6), которые могут иметь место и впериоды t9-t11 или t10-t12 (рис. 37б).Формула изобретения1) Способ регулирования напряжения в бортовой сети транспортногосредства с генератором и буферной АБ, при котором напряжение бортовойсети измеряют и преобразуют в сигнал, характеризующий его величину,сравнивают полученный сигнал с пороговыми значениями, фиксируютмоменты времени, когда указанный сигнал уменьшается ниже первогозаданного порогового значения, в которые переводят регулятор напряжениягенератора, если он находился в ином режиме, в режим поддержаниямаксимального напряжения генератора, а впоследствии переводят регуляторнапряжения генератора в режим поддержания минимального напряжениягенератора, отличающийся тем, что как только сигнал, характеризующийвеличину напряжения в бортовой сети, в первый раз после фиксации каждогоиз упомянутых моментов времени достигнет второго заданного пороговогозначения, который по величине больше первого заданного пороговогозначения, запускают таймер и, если в последующем таймер зафиксируетзаданный промежуток времени, регулятор напряжения генератора переводятв режим поддержания минимального напряжения, таймер останавливают и172затем обнуляют, а если в период работы таймера будет зафиксирован хотя быодин из упомянутых моментов, таймер останавливают и обнуляют.2) Способ по п.1) отличающийся тем, что при упомянутомпреобразовании напряжения бортовой сети в сигнал, характеризующий еговеличину, сначала формируют сигнал, пропорциональный указанномунапряжению, а затем сглаживают его посредством интегрирующей цепи.В таблице 2-1 представлены численные значения параметров,используемых в разработанном алгоритме для 12В и 24В системэлектроснабжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
