一體化啟動發(fā)電控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體化啟動發(fā)電控制裝置，包括ISG電機、啟動開關、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器檢測ISG電機的位置，所述啟動開關向所述控制器提供啟動信號，在啟動時，所述控制器根據(jù)啟動信號先驅動所述ISG電機逆轉，當所述ISG電機逆轉受到阻力發(fā)生反彈正轉時，所述位置傳感器根據(jù)檢測到的ISG電機的位置，向所述控制器提供正轉的信號，在控制器檢測到這個正轉的信號時，所述控制器驅動所述ISG電機正轉。本實用新型不需要檢測曲柄角度，來判別曲柄是否處于啟動時負荷小的正轉區(qū)域，并且可以利用電機逆轉受阻反彈力，增加正向轉動的驅動力，大大提高了摩托車的啟動性能。
【專利說明】
一體化啟動發(fā)電控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種發(fā)動機啟動控制裝置，具體是涉及可以提高摩托車啟動性能的一體化啟動發(fā)電控制裝置。
【背景技術】
[0002]以往摩托車發(fā)動機的啟動控制裝置，比如專利文獻CN1269466A中提供了一種發(fā)動機啟動裝置，其依賴檢測發(fā)動機的曲柄位置傳感器處于正轉或逆轉的區(qū)域來識別發(fā)動機行程，曲柄位置處于正轉區(qū)域時讓電機正轉啟動，曲柄位置處于逆轉區(qū)域時，讓電機先逆轉直到曲柄位置進入正轉區(qū)域再讓電機正轉。另外一種啟動控制裝置【公開號CN 1351226A】，在發(fā)動機停止后，控制器向啟動電機進行逆轉通電，根據(jù)曲柄位置檢測機構檢測到發(fā)動機的負荷大小，來判定逆轉控制的通電開始時間和結束時間。也就是說，現(xiàn)有技術中的發(fā)動機啟動裝置均依賴于檢測曲柄角度，來判別曲柄是否處于啟動時負荷小的正轉區(qū)域，其啟動性能有待進一步改善。

【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種一體化啟動發(fā)電控制裝置，不需要檢測曲柄角度，來判別曲柄是否處于啟動時負荷小的正轉區(qū)域，并且可以利用電機逆轉受阻反彈力，增加正向轉動的驅動力，大大提高了摩托車的啟動性能。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種一體化啟動發(fā)電控制裝置，包括ISG電機、啟動開關、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器檢測ISG電機的位置，所述啟動開關向所述控制器提供啟動信號，在啟動時，所述控制器根據(jù)啟動信號先驅動所述ISG電機逆轉，當所述ISG電機逆轉受到阻力發(fā)生反彈正轉時，所述位置傳感器根據(jù)檢測的ISG電機位置，向所述控制器提供正轉的信號，在控制器檢測到這個正轉的信號時，所述控制器驅動所述ISG電機正轉。
[0006]進一步的，具備電流檢測裝置，所述電流檢測裝置檢測到電流達到規(guī)定值時，所述控制器停止向ISG電機通電。
[0007]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種一體化啟動發(fā)電控制裝置，啟動時ISG電機先執(zhí)行逆轉，逆轉過程中，由于氣缸內的空氣被壓縮，形成逆轉阻力，當逆轉阻力大于驅動力時，在壓縮空氣反彈力的作用下，ISG電機開始正轉，控制器通過位置傳感器檢測ISG電機的位置，獲取到這個正轉信號時，對ISG電機進行正轉驅動，這樣，不需要檢測曲柄角度，來判別曲柄是否處于啟動時負荷小的正轉區(qū)域，并且可以利用電機逆轉受阻反彈力，增加正向轉動的驅動力，本實用新型可以大大提高摩托車的啟動性能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型一體化啟動發(fā)電機控制裝置ECU系統(tǒng)方框圖；
[0009]圖2為本實用新型邏輯控制流程圖；
[0010]圖3為本實用新型ISG電機驅動時序圖；
[0011]圖4為本實用新型ISG電機接線圖；
[0012]圖5為本實用新型ISG電機逆向驅動示意圖；
[0013]圖6為本實用新型ISG電機正向驅動示意圖；
[0014]圖7為本實用新型位置傳感器和三相全橋功率模塊的通電時序示意圖；
[0015]圖8為本實用新型位置傳感器信號調整模塊和啟動開關電路原理圖；
[0016]圖9為本實用新型三相全橋驅動模塊、三相全橋功率模塊電路及下橋電流檢測模塊電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明，其目的僅在于更好理解本實用新型的內容而非限制本實用新型的保護范圍。
[0018]如圖1所示，一種一體化啟動發(fā)電控制裝置，包括ISG電機、啟動開關、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器檢測ISG電機的位置，所述啟動開關向所述控制器提供啟動信號，在啟動時，所述控制器根據(jù)啟動信號先驅動所述ISG電機逆轉，當所述ISG電機逆轉受到阻力發(fā)生反彈正轉時，所述位置傳感器根據(jù)檢測到的ISG電機的位置，向所述控制器提供正轉的信號，在控制器檢測到這個正轉的信號時，所述控制器驅動所述ISG電機正轉。
[0019]優(yōu)選的，具備電流檢測裝置，所述電流檢測裝置檢測到電流達到規(guī)定值時，所述控制器停止向ISG電機通電。具體的，電流檢測裝置包括上橋電流檢測模塊和下橋電流檢測模塊，用于對三相全橋功率模塊的通電電流進行檢測，并反饋給控制器。
[0020]控制器包括用于對蓄電池的電壓進行調節(jié)，并將調節(jié)后的電壓輸入給所述位置傳感器的M⑶電源調整模塊。還包括用于對位置傳感器檢測出的U相、V相、W相位置電壓信號進行調整，并提供給所述控制器進行位置邏輯判定的位置傳感器信號調整模塊。所述控制器通過三相全橋驅動模塊及三相全橋功率模塊驅動所述ISG電機逆轉或正轉?？刂破魍ㄟ^整流調壓模塊及I SG切換模塊對所述三相全橋功率模塊的輸出進行整流調壓。所述I SG電機的定子繞組方式為三角形接線方式或星形接線方式，參見圖4。
[0021]一種一體化啟動發(fā)電控制方法，通過位置傳感器檢測出ISG電機的位置，并提供U相、V相、W相位置時序信號給MCU，該時序信號包括逆轉時序和正轉時序，控制器獲取位置傳感器的時序信號及啟動開關的啟動信號;在啟動時，所述控制器根據(jù)啟動信號及逆轉時序，先通過三相全橋驅動模塊及三相全橋功率模塊驅動所述ISG電機逆轉，在電流檢測裝置檢測到電流達到規(guī)定值時，所述控制器停止向ISG電機通電；然后，在滿足正轉時序時，通過三相全橋驅動模塊及三相全橋功率模塊驅動所述ISG電機正轉。
[0022]優(yōu)選的，控制器獲取位置傳感器的逆轉時序邏輯加權值按“1-5-4-6-2-3”順序變化，控制器驅動ISG電機通電的逆轉時序邏輯加權值按“5-1-3-2-6-4”順序變化，控制器根據(jù)該時序變化表判定TO時刻為逆轉時刻，TO時刻所對應的位置傳感器U相、V相、W相的電位分別由“0、0、1”變化為“1、0、1”，控制器驅動ISG電機A相繞組的通電狀態(tài)的電位由“I”變化為“O” ；控制器獲取位置傳感器的正轉時序邏輯加權值按“4-5-1-3-2-6”順序變化，控制器驅動ISG電機通電的正轉時序邏輯加權值按“4-6-2-3-1-5”順序變化，控制器根據(jù)該時序變化表判定Tl時刻為正轉時刻，Tl時刻所對應的位置傳感器U相、V相、W相的電位分別由“1、O、O”變化為“1、0、1”，控制器驅動ISG電機C相繞組的通電狀態(tài)的電位由“I”變化為“O”。
[0023]優(yōu)選的，當摩托車電源鎖IG-SW接通時，蓄電池電壓經P+端子輸入電源調整模塊，經電源調整模塊調節(jié)后的電壓輸入到位置傳感器的Vdd端，位置傳感器根據(jù)ISG電機的位置，檢測出U相、V相、W相位置的電壓處于高電平或低電平，經位置傳感器信號調整模塊限流整形后輸出至控制器進行位置的邏輯判定；當按下啟動開關ST-SW時，啟動開關輸出啟動信號至控制器進行啟動的邏輯判定。
[0024]優(yōu)選的，三相全橋功率模塊在通電過程中，通過下橋電流檢測模塊取樣實時檢測通電電流，并反饋給控制器作為數(shù)據(jù)的實時跟蹤；當通電電流過大時，下橋電流檢測模塊輸出高電壓至控制器，控制器據(jù)此停止發(fā)送驅動信號給三相全橋驅動模塊。
[0025]綜上，本實用新型在現(xiàn)有的摩托車磁電機(ISG電機)基礎上，整合位置傳感器，三相全橋驅動模塊及功率模塊，電流檢測裝置，啟動開關，整流調壓模塊等在一款控制器(ECU)上，使摩托車磁電機兼有啟動電機及發(fā)電機兩種功能。其邏輯控制流程如圖2所示，按下啟動開關之后，控制器驅動ISG電機按照逆轉時序驅動，S卩ISG電機反向轉動驅動，驅動電流達到規(guī)定值后停止驅動，等待時序滿足正轉時序時即按照正向時序驅動，即ISG電機正向轉動驅動。具體實施時，驅動電流達到規(guī)定值可通過三相全橋功率模塊下橋電流檢測模塊與定時器I配合實現(xiàn)，即在滿足下橋電流值大于Iref 2小于Iref I，定時器I已開啟，且定時器I計數(shù)值大于等于Tr efl時，三相全橋功率可輸出停止。
[0026]本實用新型一體化啟動發(fā)電控制裝置的控制原理如下:
[0027]如圖1和圖8所示，當摩托車電源鎖IG-SW接通，蓄電池電壓經P+端子輸入到控制器，通過控制器的電源調整模塊調節(jié)后的電壓輸入到位置傳感器的Vdd端，此時，位置傳感器根據(jù)ISG電機的位置，檢測出U相、V相、W相位置的電壓處于高電平或低電平，經電阻R120、R118、R119限流及二極管D43、D45、D44后分別輸入至集成電路U6的4腳、2腳、3腳，集成電路U6整形后經13腳、15腳、14腳輸出至控制器進行位置的邏輯判定(參照圖8)。當用戶準備啟動發(fā)動機時，按下啟動開關ST-SW，啟動開關回路電阻R121輸入端為高電平，通過二極管D47輸入到集成電路U6的5腳，集成電路U6整形后12腳輸出至控制器進行啟動的邏輯判定(參照圖8)。然后，控制器通過三相全橋驅動模塊及三相全橋功率模塊驅動所述ISG電機逆轉或正轉，如圖9所示，三相全橋驅動模塊由上橋驅動回路和下橋驅動回路組成，三相全橋功率模塊由驅動元件Q5、Q8、Q6、Q9、Q7、QlO組成；當用戶準備啟動發(fā)動機，按下啟動開關ST-SW時，控制器獲取了位置傳感器的時序信號和啟動開關的啟動信號，控制器根據(jù)逆轉控制方法和正轉控制方法驅動三相全橋功率模塊通電，通電順序根據(jù)圖7位置傳感器、三相全橋功率模塊的通電時序變化表執(zhí)行。
[0028]電流檢測裝置用于對三相全橋功率模塊的通電電流進行檢測，并反饋給所述控制器;包括上橋電流檢測回路和下橋電路檢測回路，以下橋電流檢測回路為例進行說明，參見圖9，下橋電流檢測回路由U5A和U5B及外圍元件構成，其中，R91為電流檢測元件，三相全橋功率模塊在Q8、Q9、Q10通電過程中，下橋電流檢測模塊通過R91電壓取樣實時檢測Q8、Q9、QlO功率元件的通電電流，R91取樣電壓經過U5A將電壓放大后由U5A的I腳反饋給控制器作為數(shù)據(jù)的實時跟蹤；同時U5A的I腳信號輸入到U5B的5腳進行電壓比較，U5B的6腳作為2.5V電壓基準點。當下橋通電電流過大時，R91端子電壓增大，經U5A放大后I腳的電壓也增大，U5B的5腳電壓超過6腳基準電壓時，U5B的7腳輸出為高電壓至控制器，此時控制器檢測到驅動模塊驅動電流過大，控制器將停止發(fā)送上、下橋驅動信號，從而保護了三相全橋功率模塊的驅動元件。
[0029]以下結合圖3、圖5、圖6和圖7對本實用新型邏輯控制進行說明:
[0030]逆轉的控制方法:
[0031]如圖3的TO時刻所對應的是位置傳感器U相、V相、W相的電位分別由“O、O、I”變化為“1、0、1”，控制器驅動ISG電機A相繞組的通電狀態(tài)的電位由“I”變化為“O”；此時位置傳感器、ISG電機定子及轉子的位置關系如圖5所示，由于電機繞組A相電壓由高變低導致電機繞組C相的磁極發(fā)生變化，電機的定子鐵芯Dl與電機的轉子磁石Zl，D2與Z2，D3與Z4相斥;Dl與Z2，D2與Z3，D3與Z5相吸，轉子向逆時針方向轉動，可實現(xiàn)電機的逆向旋轉。
[0032]正轉的控制方法:
[0033]如圖3的TI時刻所對應的是位置傳感器U相、V相、W相的電位分別由“1、O、O”變化為“1、0、1”，控制器驅動ISG電機C相繞組的通電狀態(tài)的電位由“I”變化為“O”；此時，位置傳感器、ISG電機定子及轉子的位置關系如圖6所示，由于電機繞組C相電壓由高變低導致電機繞組C相的磁極發(fā)生變化，電機的定子鐵芯Dl與電機的轉子磁石Z2，D2與Z3，D3與Z4相斥;Dl與Zl，D2與Z2，D3與Z3相吸，轉子向正時針方向轉動，可實現(xiàn)電機的正向旋轉。
[0034]TO時刻和Tl時刻判斷如下:
[0035]如圖7所示，為位置傳感器、三相全橋功率模塊的通電時序變化表，控制器獲取位置傳感器的逆轉時序邏輯加權值按“1-5-4-6-2-3”順序變化，ISG電機通電的逆轉時序邏輯加權值按“5-1-3-2-6-4”順序變化;控制器獲取位置傳感器的正轉時序邏輯加權值按“4-5-1-3-2-6”順序變化，ISG電機通電的正轉時序邏輯加權值是按“4-6-2-3-1-5”順序變化，這樣，根據(jù)該時序變化表可判定TO時刻和Tl時刻分別為逆轉時刻和正轉時刻。
[0036]啟動時，根據(jù)逆轉的控制方法ISG電機執(zhí)行逆向旋轉驅動，發(fā)動機氣缸內的空氣被壓縮，形成逆轉阻力。當逆轉阻力大于驅動力時，在壓縮空氣反彈力的作用下，電機開始向正時針方向反彈，此時，位置傳感器的時序也同時發(fā)生了變化。在控制器檢知到位置傳感器的時序變化時，滿足了正向驅動時序的條件，ISG電機則按照正轉的控制方法執(zhí)行正向旋轉驅動。
[0037]以上實施例是參照附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明，本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本實用新型的實質的情況下，都落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種一體化啟動發(fā)電控制裝置，其特征在于:包括ISG電機、啟動開關、位置傳感器和控制器，所述位置傳感器檢測ISG電機的位置，所述啟動開關向所述控制器提供啟動信號，在啟動時，所述控制器根據(jù)啟動信號先驅動所述ISG電機逆轉，當所述ISG電機逆轉受到阻力發(fā)生反彈正轉時，所述位置傳感器根據(jù)檢測的ISG電機位置，向所述控制器提供正轉的信號，在控制器檢測到這個正轉的信號時，所述控制器驅動所述ISG電機正轉。2.根據(jù)權利要求1所述的一體化啟動發(fā)電控制裝置，其特征在于，具備電流檢測裝置，所述電流檢測裝置檢測到電流達到規(guī)定值時，所述控制器停止向ISG電機通電。
【文檔編號】F02N11/04GK205689341SQ201620360643
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月26日 公開號201620360643.1, CN 201620360643, CN 205689341 U, CN 205689341U, CN-U-205689341, CN201620360643, CN201620360643.1, CN205689341 U, CN205689341U
【發(fā)明人】付永鋒
【申請人】上海渝癸德信息技術服務中心