專(zhuān)利名稱(chēng)：一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)動(dòng)力裝置，尤其涉及一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的一種傳統(tǒng)燃油汽車(chē)通過(guò)12V蓄電池供電的起動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，該傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)和設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的起動(dòng)機(jī)組合構(gòu)成；發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸伸出殼體的一端上設(shè)置一飛輪，在飛輪的外徑上設(shè)有齒牙，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上的起動(dòng)機(jī)主軸上也設(shè)有齒牙，并與飛輪外徑上的齒牙相嚙合。司機(jī)給出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)指令后，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟12V蓄電池供電的起動(dòng)機(jī)，起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，起動(dòng)機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)速度提拉至200～300轉(zhuǎn)/分鐘后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制噴油點(diǎn)火，燃油燃燒后將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)至怠速轉(zhuǎn)速(800～1000轉(zhuǎn)/分鐘，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同而不同)，從而完成發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。
現(xiàn)有技術(shù)的這種傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)耗油，效率低；汽車(chē)的尾氣排放污染大；當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行，影響汽車(chē)安全可靠運(yùn)行。
現(xiàn)有技術(shù)的另一種混合動(dòng)力車(chē)中的動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)及控制器組成，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子固接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子套置在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的主軸與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸通過(guò)鍵槽連接，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的電源接線端通過(guò)導(dǎo)線與控制器連接。發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)由集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)完成，因此，在該種動(dòng)力系統(tǒng)中取消了起動(dòng)機(jī)。集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)在得到起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)命令后，電動(dòng)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于其功率比起動(dòng)機(jī)大很多，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速提升至怠速轉(zhuǎn)速，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器再控制噴油點(diǎn)火，從而完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
在現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)力系統(tǒng)中采用集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)方式，雖然具有起動(dòng)快速，節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其缺點(diǎn)是由于集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)既是起動(dòng)機(jī)，又是發(fā)電機(jī)，它必須同時(shí)滿足這兩種功能對(duì)最大電動(dòng)力矩和發(fā)電功率的要求，當(dāng)環(huán)境溫度很低，如零下40度時(shí)，起動(dòng)普通轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)需要80Nm以上的力矩，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出力矩必須按照輸出轉(zhuǎn)矩80Nm以上的指標(biāo)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)尺寸較大，給整車(chē)布置帶來(lái)不便，甚至?xí)霈F(xiàn)安裝不下的情況；另外，在動(dòng)力系統(tǒng)中只有集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)，而沒(méi)有起動(dòng)機(jī)的情況下，如果集成起動(dòng)發(fā)電及其控制器，或者設(shè)置在汽車(chē)上的動(dòng)力電池及其控制系統(tǒng)，或者高壓控制/安全系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者由于動(dòng)力電池電量不足，輸出電壓偏低等性能下降的情況，動(dòng)力系統(tǒng)不能夠正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，整個(gè)車(chē)輛就徹底不能運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，它能使汽車(chē)的混合動(dòng)力系統(tǒng)具有三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式，不僅具有傳統(tǒng)車(chē)的功能，還具有混合動(dòng)力車(chē)節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；并能優(yōu)化混合動(dòng)力系統(tǒng)，使得整體尺寸減小、功率增大、成本降低；同時(shí)通過(guò)控制方法能協(xié)調(diào)控制起動(dòng)機(jī)和集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，可提高整車(chē)運(yùn)行的安全性和可靠性。
本實(shí)用新型一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)及控制器組成；其特點(diǎn)是，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸同軸連接；所述的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子固接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，所述的起動(dòng)機(jī)設(shè)置在集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子上，壓板設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸端，將飛輪與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸緊固連接；所述的控制器由箱體、設(shè)置在箱體內(nèi)的主控制模塊、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊、設(shè)置在箱體上的溫度傳感器、設(shè)置在動(dòng)力電池輸出電纜上的一電壓傳感器、設(shè)置在汽車(chē)電瓶輸出電纜上的另一電壓傳感器組成；所述的主控制模塊分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊連接；主控制模塊的多個(gè)輸入端分別與溫度傳感器和一對(duì)電壓傳感器的輸出端對(duì)應(yīng)連接，主控制模塊的通信端通過(guò)通信總線與整車(chē)多能源控制器連接；所述的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的動(dòng)力電池連接；所述的起動(dòng)機(jī)控制功率模塊分別與起動(dòng)機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的汽車(chē)電瓶連接。
上述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其中，所述的主控制模塊由微處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器、CAN接收發(fā)送器組成；所述的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的各輸入端分別與溫度傳感器、一對(duì)電壓傳感器的輸出端對(duì)應(yīng)連接；所述的微處理器數(shù)據(jù)端和控制端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端和控制端對(duì)應(yīng)連接，微處理器的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端與CAN接收發(fā)送器的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端對(duì)應(yīng)連接，微處理器的各輸出端與驅(qū)動(dòng)器的各輸入端對(duì)應(yīng)連接；所述的驅(qū)動(dòng)器的各輸出端分別與各集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊和起動(dòng)機(jī)控制功率模塊連接；所述的CAN接收發(fā)送器的通信端通過(guò)通信總線與整車(chē)多能源控制器連接。
上述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其中，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上設(shè)有的飛輪外徑設(shè)有齒牙，起動(dòng)機(jī)主軸外徑設(shè)有與飛輪外徑齒牙相適配的齒牙，飛輪外徑齒牙與起動(dòng)機(jī)主軸外徑的齒牙相嚙合連接。
上述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其中，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸通過(guò)法蘭同軸連接。
上述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其中，所述的起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊由開(kāi)關(guān)和電解電容組成；開(kāi)關(guān)的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)串接在汽車(chē)電瓶的正電壓輸出電纜中，電解電容的正負(fù)端分別與汽車(chē)電瓶的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接。
本實(shí)用新型由于采用了上述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本實(shí)用新型由于在動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)有集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、控制混合動(dòng)力系統(tǒng)工作的控制器及控制方法程序，因此，本實(shí)用新型具有三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式，使發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火發(fā)生在怠速轉(zhuǎn)速附近，只需要很少的燃油就可以完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，不僅具有節(jié)能，且污染氣體排放少；同時(shí)通過(guò)控制方法能協(xié)調(diào)控制起動(dòng)機(jī)和集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，可確保整車(chē)運(yùn)行的安全性和可靠性。
2.本實(shí)用新型動(dòng)力系統(tǒng)中由于設(shè)有集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊，使集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)除了具有起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能之外，還具有行車(chē)助力，行車(chē)發(fā)電和制動(dòng)能量回收等功能。
3.本實(shí)用新型由于可采用起動(dòng)機(jī)輔助起動(dòng)的模式，因此，降低了集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的要求，從而可減小集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸，降低了系統(tǒng)成本。
4.本實(shí)用新型由于可采用起動(dòng)機(jī)輔助起動(dòng)的模式，擴(kuò)展了混合動(dòng)力車(chē)的環(huán)境溫度適應(yīng)性，在汽車(chē)工業(yè)要求的零下40度最低工作溫度，也可以正常起動(dòng)。
5.當(dāng)本實(shí)用新型混合動(dòng)力裝置中的電驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障，由于可采用由起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)入燃油車(chē)運(yùn)行模式，確保整車(chē)仍然可以運(yùn)行。


圖1是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置電路框圖。
圖3是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置中的控制模塊電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置中的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)ISG控制功率模塊電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置中的起動(dòng)機(jī)控制功率模塊電路原理圖。
圖6是本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示，集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2、起動(dòng)機(jī)3及控制器4組成；發(fā)動(dòng)機(jī)1的主軸12與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的主軸通過(guò)法蘭同軸連接；集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子套置在發(fā)動(dòng)機(jī)1主軸12上，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的定子21固接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體14上；起動(dòng)機(jī)3設(shè)置在集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的定子21上，發(fā)動(dòng)機(jī)主軸12上設(shè)有飛輪11，在飛輪11外徑設(shè)有齒牙111，該齒牙111與起動(dòng)機(jī)3的主軸31外徑上設(shè)有的齒牙311相嚙合，壓板13設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸12端，將飛輪11與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸12緊固連接。當(dāng)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2通過(guò)控制器4的控制起動(dòng)后，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)起動(dòng)機(jī)3受控起動(dòng)后，通過(guò)起動(dòng)機(jī)3的主軸31外徑上的齒牙311帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的飛輪11和主軸12轉(zhuǎn)動(dòng)。
集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，由于可采用混合動(dòng)力起動(dòng)模式，因此，降低了集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的要求，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)力矩可按照常溫下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需最大力矩值設(shè)計(jì)，而不是按照最低工作溫度下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的值設(shè)計(jì)，最大輸出力矩為40Nm即可，其結(jié)構(gòu)尺寸可以下降30％以上。
請(qǐng)參見(jiàn)圖2所示，控制器4由箱體(圖上未標(biāo)注)、設(shè)置在箱體內(nèi)的主控制模塊41、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊43、設(shè)置在箱體上的溫度傳感器44、設(shè)置在動(dòng)力電池輸出電纜上的電壓傳感器45、設(shè)置在汽車(chē)電瓶輸出電纜上的電壓傳感器46組成；主控制模塊41分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊43連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)；主控制模塊41的多個(gè)輸入端分別與溫度傳感器44和一對(duì)電壓傳感器45、46的輸出端對(duì)應(yīng)連接，主控制模塊41接收箱體的溫度信號(hào)和動(dòng)力電池和汽車(chē)電瓶的電壓信號(hào)；主控制模塊41的通信端通過(guò)CAN通信總線與整車(chē)多能源控制器47連接，雙向傳輸數(shù)據(jù)和命令；集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42的輸出端與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的電源控制端連接；集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42通過(guò)電纜與設(shè)置在車(chē)上的動(dòng)力電池48的電壓輸出端連接，通過(guò)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42，為集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)提供工作電壓，汽車(chē)運(yùn)行中，當(dāng)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)通過(guò)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42可向動(dòng)力電池48充電；起動(dòng)機(jī)3控制功率模塊43與起動(dòng)機(jī)3的電源控制端連接，起動(dòng)機(jī)控制功率模塊43通過(guò)電纜與設(shè)置在車(chē)上的汽車(chē)電瓶49的電壓輸出端連接，汽車(chē)電瓶49通過(guò)起動(dòng)機(jī)控制功率模塊43為起動(dòng)機(jī)提供工作電壓。
請(qǐng)參見(jiàn)圖3所示，主控制模塊41由微處器411、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器412、驅(qū)動(dòng)器413、CAN接收發(fā)送器414組成；其中主控制模塊41采用的芯片的型號(hào)為T(mén)MS320F2407A，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器412采用通用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片，驅(qū)動(dòng)器413采用的芯片的型號(hào)為HCPL4506，CAN接收發(fā)送器414采用的芯片的型號(hào)為T(mén)JA1050。
A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器412的輸入端分別與溫度傳感器44、一對(duì)電壓傳感器45、46的輸出端連接，箱體的溫度信號(hào)、動(dòng)力電池和汽車(chē)電瓶的電壓信號(hào)通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器412，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；微處理器411的數(shù)據(jù)端和控制端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器412的數(shù)據(jù)端和控制端對(duì)應(yīng)連接，微處理器411的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端與CAN接收發(fā)送器414的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端對(duì)應(yīng)連接，CAN接收發(fā)送器414的通信端通過(guò)CAN通信總線與整車(chē)多能源控制器47連接，微處理器411將溫度數(shù)據(jù)和動(dòng)力電池和汽車(chē)電瓶的電壓數(shù)據(jù)處理后通過(guò)CAN接收發(fā)送器414傳輸給整車(chē)多能源控制器47；整車(chē)多能源控制器47將動(dòng)力電池的電量數(shù)據(jù)傳輸給微處理器411；微處理器411的各輸出端與驅(qū)動(dòng)器413的各輸入端連接；驅(qū)動(dòng)器413的各輸出端分別與各集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42和起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊43的輸入端對(duì)應(yīng)連接；微處理器411分別向集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42和起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊43輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
請(qǐng)參見(jiàn)圖4所示，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42由六個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6、六個(gè)續(xù)流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、電解電容C1組成；電解電容C1的正負(fù)端分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接，該電解電容C1起到穩(wěn)壓作用；開(kāi)關(guān)S1與S2的一觸點(diǎn)相連接，開(kāi)關(guān)S1與S2的另一觸點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；續(xù)流二極管D1正端與D2的負(fù)端相連接，續(xù)流二極管D1的負(fù)端與D2的正端點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；開(kāi)關(guān)S1與S2的觸點(diǎn)連接點(diǎn)與續(xù)流二極管D1正端與D2的負(fù)端的連接點(diǎn)相連，并與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的電源A端連接。開(kāi)關(guān)S3與S4的一觸點(diǎn)相連接，開(kāi)關(guān)S3與S4的另一觸點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；續(xù)流二極管D3正端與D4的負(fù)端相連接，續(xù)流二極管D3的負(fù)端與D4的正端點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；開(kāi)關(guān)S3與S4的觸點(diǎn)連接點(diǎn)與續(xù)流二極管D3正端與D4的負(fù)端的連接點(diǎn)相連，并與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的電源B端連接。開(kāi)關(guān)S5與S6的一觸點(diǎn)相連接，開(kāi)關(guān)S5與S6的另一觸點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；續(xù)流二極管D5正端與D6的負(fù)端相連接，續(xù)流二極管D5的負(fù)端與D6的正端點(diǎn)分別與動(dòng)力電池48的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接；開(kāi)關(guān)S5與S6的觸點(diǎn)連接點(diǎn)與續(xù)流二極管D5正端與D6的負(fù)端的連接點(diǎn)相連，并與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2的電源C端連接。
集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42將動(dòng)力電池48的直流電變換成交流電，提供集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)作工作電壓；同時(shí)當(dāng)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)2通過(guò)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊42可向動(dòng)力電池48充電。該電壓型逆變器工作時(shí)，三個(gè)橋臂按照互差120電角度交互導(dǎo)通，并且根據(jù)電機(jī)所需電流的大小決定導(dǎo)通時(shí)間以使得在電機(jī)上得到頻率可調(diào)，幅值可調(diào)的端電壓，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩以至轉(zhuǎn)速。
請(qǐng)參見(jiàn)圖5所示，起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊43由開(kāi)關(guān)S7和電解電容C2組成；開(kāi)關(guān)S7的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)串接在汽車(chē)電瓶49的正電壓輸出電纜中，電解電容C2的正負(fù)端分別與汽車(chē)電瓶49的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接，該電解電容C2起到穩(wěn)壓作用。汽車(chē)電瓶49的正負(fù)端與起動(dòng)電機(jī)3的電源兩端連接。該起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊43，通過(guò)開(kāi)關(guān)的周期性開(kāi)通和關(guān)斷，來(lái)調(diào)整起動(dòng)機(jī)繞組上得到電壓。一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)通的時(shí)間正比與起動(dòng)機(jī)上得到的電壓，開(kāi)通時(shí)間長(zhǎng)，則起動(dòng)機(jī)端電壓高，電流就大，產(chǎn)生的起動(dòng)力矩也大，反之則起動(dòng)力矩小。通過(guò)控制各個(gè)周期內(nèi)開(kāi)通時(shí)間長(zhǎng)度，就控制了起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩，使之與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出力矩相互配合，共同起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型由于在動(dòng)力系統(tǒng)中設(shè)有集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、控制混合動(dòng)力系統(tǒng)工作的控制器及控制程序，因此，本實(shí)用新型具有有三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式。本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的工作原理是，其中，第一種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式是在本裝置正常情況下，由集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)ISG起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并協(xié)同發(fā)動(dòng)機(jī)在整車(chē)多能源控制器控制下，完成駐車(chē)發(fā)電，行車(chē)發(fā)電，助力，制動(dòng)能量回收等工作模式。第二種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式是在環(huán)境溫度超出設(shè)定的溫度范圍-10℃至-20℃的低溫情況下，采用起動(dòng)機(jī)輔助模式下來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，即起動(dòng)機(jī)首先起動(dòng)工作，將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)至200轉(zhuǎn)左右，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)阻力矩迅速下降，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)再起動(dòng)，迅速帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)速提升至怠速轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)。第三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式是在集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)，或集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊，或設(shè)置在整車(chē)上的動(dòng)力電池，或動(dòng)力電池控制器，或高壓控制/安全系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，該裝置可以工作在傳統(tǒng)燃油車(chē)模式，由起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，整車(chē)運(yùn)行。當(dāng)動(dòng)力電池電量偏低，或動(dòng)力電池電壓偏低，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)不能輸出足夠力矩起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可以采用起動(dòng)機(jī)輔助集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，向動(dòng)力電池充電，使其性能恢復(fù)到可以正常工作，裝置即恢復(fù)到混合動(dòng)力模式工作。
請(qǐng)參見(jiàn)圖6所示，采用集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置的控制方法，用于對(duì)本實(shí)用新型的動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制起動(dòng)，所述的控制方法包括以下步驟步驟1，本裝置通電后，控制器發(fā)出自檢指令；請(qǐng)簡(jiǎn)要補(bǔ)充具體自檢哪些？步驟2，控制器發(fā)出檢測(cè)集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊是否正常指令，判定起動(dòng)模式；其中，步驟2的具體步驟是，2-1，控制器檢測(cè)、判斷集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊正常，控制器發(fā)出本裝置進(jìn)入混合動(dòng)力運(yùn)行模式指令；控制器自檢硬件系統(tǒng)，包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，輸入輸出端口，通訊電路等是否正常工作。
2-2，控制器檢測(cè)、判斷集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊不正常，控制器發(fā)出本系統(tǒng)進(jìn)入燃油車(chē)運(yùn)行模式指令。
步驟3，控制器發(fā)出檢測(cè)環(huán)境溫度指令，檢測(cè)環(huán)境是否在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)的指令；其中，步驟3中設(shè)定的環(huán)境溫度范圍為控制器箱體的溫度范圍-10℃至-20℃，控制器中的微處理器通過(guò)溫度檢測(cè)器測(cè)得箱體的溫度，判斷控制器模塊溫度是否在規(guī)定的范圍。
步驟4，控制器發(fā)出檢測(cè)動(dòng)力電池輸出電壓的指令，并通過(guò)CAN總線接收整車(chē)多能源控制器輸入的動(dòng)力電池的電量數(shù)據(jù)，判定起動(dòng)模式；其中，步驟4的具體步驟是，4-1，控制器通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)的環(huán)境溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)，控制器發(fā)出檢測(cè)動(dòng)力電池輸出的電壓指令，并通過(guò)CAN總線接收整車(chē)多能源控制器輸入的動(dòng)力電池的電量數(shù)據(jù)，當(dāng)動(dòng)力電池達(dá)到工作電壓和工作電量的規(guī)定，控制器發(fā)出由集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)單獨(dú)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令；4-2，控制器通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)的環(huán)境溫度不在設(shè)定的范圍內(nèi)，控制器發(fā)出檢測(cè)汽車(chē)電瓶輸出的電壓指令，當(dāng)汽車(chē)電瓶輸出的電壓達(dá)到工作電壓，控制器發(fā)出在起動(dòng)機(jī)輔助模式下來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令；4-3，控制器檢測(cè)的動(dòng)力電池輸出的電壓低于工作電壓，或動(dòng)力電池的電量偏低，控制器發(fā)出由起動(dòng)機(jī)單獨(dú)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的指令。
步驟5，控制器將3種起動(dòng)運(yùn)行模式的信息傳輸給整車(chē)多能源控制器，等待整車(chē)多能源控制器發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)指令；步驟5的具體步驟是，5-1，控制器通過(guò)微處理器將環(huán)境溫度、動(dòng)力電池的工作電壓和工作電量信息處理后；5-2將3種起動(dòng)運(yùn)行模式的信息通過(guò)CAN總線傳輸給整車(chē)多能源控制器；5-3等待整車(chē)多能源控制器發(fā)出起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)指令；步驟6，集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置不斷發(fā)出自檢指令，對(duì)混合動(dòng)力裝置中出現(xiàn)的不同的故障，向整車(chē)多能源控制器傳輸相關(guān)信息；控制器接收整車(chē)多能源控制器發(fā)出的起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)指令，本裝置按相應(yīng)的起動(dòng)模式運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成，整車(chē)開(kāi)始運(yùn)行。
綜上所述，本實(shí)用新型集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，具有三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式，具有起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能之外，還具有行車(chē)助力，行車(chē)發(fā)電和制動(dòng)能量回收等功能，有效的提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，且節(jié)能、污染氣體排放少；同時(shí)降低了集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的要求，可減小集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸，降低了系統(tǒng)成本，擴(kuò)展了混合動(dòng)力車(chē)的環(huán)境溫度適應(yīng)性；通過(guò)控制方法能協(xié)調(diào)控制起動(dòng)機(jī)和集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，可確保整車(chē)運(yùn)行的安全性和可靠性。
權(quán)利要求1.一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)及控制器組成；其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸同軸連接；所述的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子固接在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，所述的起動(dòng)機(jī)設(shè)置在集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)的定子上，壓板設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸端，將飛輪與發(fā)動(dòng)機(jī)主軸緊固連接；所述的控制器由箱體、設(shè)置在箱體內(nèi)的主控制模塊、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊、設(shè)置在箱體上的溫度傳感器、設(shè)置在動(dòng)力電池輸出電纜上的一電壓傳感器、設(shè)置在汽車(chē)電瓶輸出電纜上的另一電壓傳感器組成；所述的主控制模塊分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊連接；主控制模塊的多個(gè)輸入端分別與溫度傳感器和一對(duì)電壓傳感器的輸出端對(duì)應(yīng)連接，主控制模塊的通信端通過(guò)通信總線與整車(chē)多能源控制器連接；所述的集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的動(dòng)力電池連接；所述的起動(dòng)機(jī)控制功率模塊分別與起動(dòng)機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的汽車(chē)電瓶連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其特征在于所述的主控制模塊由微處理器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器、CAN接收發(fā)送器組成；所述的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的各輸入端分別與溫度傳感器、一對(duì)電壓傳感器的輸出端對(duì)應(yīng)連接；所述的微處理器數(shù)據(jù)端和控制端與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端和控制端對(duì)應(yīng)連接，微處理器的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端與CAN接收發(fā)送器的接收信號(hào)端和發(fā)送信號(hào)端對(duì)應(yīng)連接，微處理器的各輸出端與驅(qū)動(dòng)器的各輸入端對(duì)應(yīng)連接；所述的驅(qū)動(dòng)器的各輸出端分別與各集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊和起動(dòng)機(jī)控制功率模塊連接；所述的CAN接收發(fā)送器的通信端通過(guò)通信總線與整車(chē)多能源控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上設(shè)有的飛輪外徑設(shè)有齒牙，集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸外徑設(shè)有與飛輪外徑齒牙相適配的齒牙，飛輪外徑齒牙與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸外徑的齒牙相嚙合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其特征在于所述的發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)主軸通過(guò)法蘭同軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其特征在于所述的起動(dòng)電機(jī)控制功率模塊由開(kāi)關(guān)和電解電容組成；開(kāi)關(guān)的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)串接在汽車(chē)電瓶的正電壓輸出電纜中，電解電容的正負(fù)端分別與汽車(chē)電瓶的電壓輸出電纜的正負(fù)線連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力裝置，其由發(fā)動(dòng)機(jī)、集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)及控制器組成；其特點(diǎn)是，控制器由主控制模塊、分別與主控制模塊連接的集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制功率模塊、起動(dòng)機(jī)控制功率模塊、溫度傳感器、一對(duì)電壓傳感器組成；主控制模塊的通信端與整車(chē)多能源控制器連接；集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)控制功率模塊分別與集成起動(dòng)發(fā)電機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的動(dòng)力電池連接；起動(dòng)機(jī)控制功率模塊分別與起動(dòng)機(jī)和設(shè)置在車(chē)上的汽車(chē)電瓶連接。本實(shí)用新型具有三種起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式；提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，且節(jié)能，污染氣體排放少；體積小，成本降低；環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)；通過(guò)相應(yīng)控制方法控制動(dòng)力總成運(yùn)行模式，增強(qiáng)整車(chē)運(yùn)行可靠性。
文檔編號(hào)F02N11/00GK2900841SQ20062011024
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者任勇, 趙一凡, 莊朝暉, 周安健, 趙川林, 杜昌松 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司, 上海御能動(dòng)力科技有限公司