專利名稱：具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于發(fā)動機以及其他內(nèi)燃機領(lǐng)域，具體地說是一種以 永磁單向器控制構(gòu)成的永磁起動電機及其控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景 目前，隨著社會的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的要求，現(xiàn)代汽車的起動電機
及其技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代汽車的性能要求。
傳統(tǒng)汽車起動機至今已有100多年的發(fā)展歷史，其電磁開關(guān)、軸套、單向
離合等結(jié)構(gòu)裝置，只能滿足汽車發(fā)動機的正常啟動，已無法滿足停車就須熄火 的零怠速頻繁啟動新環(huán)保工況要求。為此國內(nèi)外許多企業(yè)大量研制了皮帶傳動
的起動/發(fā)電一體化電機裝置，英文縮寫"BSG"裝置，來實現(xiàn)汽車停車熄火的 零怠速節(jié)能環(huán)保工況。但其都采用發(fā)動機皮帶傳動，需重新設(shè)計制造皮帶輪及 專用皮帶，雖其可實現(xiàn)停車熄火的功能，但其成本及皮帶傳動，都不及起動機 齒輪傳動可靠，同時具有電動和發(fā)電功能，且成本很高控制復(fù)雜，只能在新車 設(shè)計配套使用，現(xiàn)有汽車不宜改裝使用等許多缺點。皮帶傳動的起動/發(fā)電一體 化電機裝置目前技術(shù)尚未完全成熟，采用低壓大功率無刷電機及驅(qū)動和發(fā)電復(fù) 用控制器技術(shù)，在一定時期內(nèi)因效率低、技術(shù)難度大、造價高等因素的制約， 在汽車領(lǐng)域難以大量推廣使用
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種具有一控制系統(tǒng)的停車熄火 電子馬達，解決現(xiàn)有汽車停車熄火零怠速運行工況，以及同時實現(xiàn)電動增壓， 增加發(fā)動機空氣進氣量，改善發(fā)動機的燃燒狀況，提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟 性，降低發(fā)動機尾氣排放。
本實用新型由電機和控制系統(tǒng)組成，電機包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)軸、定 子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、接線柱、絕緣墊、絕緣套、散熱風(fēng)扇、限位卡圈和固定螺 栓孔，前端蓋與后端蓋間裝有轉(zhuǎn)軸，前端蓋和后端蓋之間固定有定子鐵芯，定 子鐵芯內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，在后端蓋上安裝有接線柱及絕緣墊和絕緣套，后端蓋 外的轉(zhuǎn)軸后端上設(shè)有散熱風(fēng)扇，轉(zhuǎn)軸端部設(shè)有限位卡圈，前端蓋上設(shè)有固定螺 栓孔，所述電機還包括永磁單向離合器、永磁環(huán)、電磁線圈鐵芯、電磁線圈、 霍爾位置傳感器、回位彈簧、雙列軸承和軸承，轉(zhuǎn)軸的前端裝有永磁單向離合 器，永磁單向離合器上安裝有永磁環(huán)，與永磁環(huán)相對位置安裝有電磁線圈鐵芯，電磁線圈鐵芯外裝有電磁線圈，在電磁線圈上設(shè)有霍爾位置傳感器，在所述限 位卡圈和永磁單向離合器之間設(shè)有回位彈簧，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)軸前端安裝在
雙列軸承內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯的轉(zhuǎn)軸另一端安裝在后端蓋的軸承內(nèi)；所述控制系統(tǒng)包
括電流檢測電路、電機驅(qū)動控制電路、電源供電電路、控制電路、驅(qū)動功率電 路、采樣電阻、電磁開關(guān)驅(qū)動電路。
本實用新型涉及頻繁啟動熄火電動馬達及其控制系統(tǒng)以及電動空氣增壓系
統(tǒng)，
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、工作性能可靠，可實現(xiàn)現(xiàn)有汽車 改裝和新車生產(chǎn)配套的系統(tǒng)及其電動增壓控制系統(tǒng)。
本實用新型提供的電子馬達結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，性能優(yōu)越，工作可靠， 由于采用先進的電子開關(guān)，獨立控制永磁單向離合器的嚙合及電子馬達運轉(zhuǎn)配 合工作，電子馬達實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩閉環(huán)可控，采用霍爾位置傳感器實現(xiàn)永磁 單向離合器齒輪與發(fā)動機飛輪齒圈嚙合狀態(tài)閉環(huán)可控。消除了永磁單向離合器 齒輪與發(fā)動機飛輪嚙合打毛、嚙合噪聲及磁力開關(guān)噪聲等問題。采用了軸承傳 動，減少了軸套磨損，大大延長了電刷與換向器以及馬達的使用壽命，提高了 電子馬達的性能及工作可靠性。
本實用新型另一種實施方式無刷電子馬達又取消了電刷和換向器，又進一 步極大的提高了工作可靠性?？朔说蛪捍蠊β薀o刷電機驅(qū)動控制技術(shù)難點、 驅(qū)動控制電路結(jié)構(gòu)合理、驅(qū)動造成的管壓降損耗小，效率高、造價低等優(yōu)勢。 進而實現(xiàn)了無刷永磁電子馬達和無刷減速電子馬達在汽車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)應(yīng) 用。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型無刷電子馬達的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型有刷電子馬達結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型有刷減速電子馬達結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型永磁單向離合器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型在定子鐵芯與永磁鋼安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本實用新型中轉(zhuǎn)子鐵芯與永磁鋼安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本實用新型MOSFET管安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是圖7的左視圖；圖9是本實用新型中無刷電子馬達驅(qū)動及控制原理圖io是本實用新型中有刷電子馬達驅(qū)動及控制原理圖。
具體實施方式
本實用新型有四種實施方式，圖1示出了本實用新型的第一種實施方式， 采用無刷永磁電子馬達，圖2示出了本實用新型的第二種實施方式，采用有刷 永磁電子馬達，圖3示出了本實用新型的第三種實施方式，采用有刷永磁減速 起動馬達及其控制系統(tǒng)；本實用新型的第四種實施方式采用無刷永磁直流減速 電子馬達及其控制系統(tǒng)，未畫圖。
該四種方式停車熄火電子馬達及其控制系統(tǒng)的共同特征是，由電機和控制 系統(tǒng)組成，電機包括前端蓋8、后端蓋18、轉(zhuǎn)軸28、定子鐵芯14、轉(zhuǎn)子鐵芯25、 接線柱16、絕緣墊15、絕緣套17、散熱風(fēng)扇19、限位卡圈1和固定螺栓孔30， 前端蓋8與后端蓋18間裝有轉(zhuǎn)軸28，前端蓋8和后端蓋18之間固定有定子鐵 芯14，定子鐵芯14內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯25，在后端蓋18上安裝有接線柱16及絕 緣墊15和絕緣套17，后端蓋18外的轉(zhuǎn)軸28后端上設(shè)有散熱風(fēng)扇19，轉(zhuǎn)軸28 端部設(shè)有限位卡圈1，在前端蓋8上設(shè)有與發(fā)動機連接安裝的接口及固定螺栓孔 30;定子繞組安裝在定子鐵芯14上。
電機還包括永磁單向離合器3、永磁環(huán)4、電磁線圈鐵芯7、電磁線圈6、 霍爾位置傳感器5、回位彈簧2、雙列軸承9和軸承21，轉(zhuǎn)軸28的前端裝有永 磁單向離合器3，永磁單向離合器3上安裝有永磁環(huán)4，與永磁環(huán)4相對位置安 裝有電磁線圈鐵芯7，電磁線圈鐵芯7外裝有電磁線圈6，在電磁線圈6上設(shè)有 霍爾位置傳感器5，霍爾位置傳感器5利用永磁環(huán)4觸發(fā)工作，在限位卡圈l和 永磁單向離合器3之間設(shè)有回位彈簧2，轉(zhuǎn)子鐵芯25的轉(zhuǎn)軸前端安裝在雙列軸 承9內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯25的轉(zhuǎn)軸另一端安裝在后端蓋18的軸承21內(nèi)；控制系統(tǒng)包 括電池31、超級電容32、電流檢測電路33、電機驅(qū)動控制電路34、電源供電 電路、控制電路38、電子馬達39、驅(qū)動功率電路40、采樣電阻41、電磁開關(guān) 驅(qū)動電路42，電源供電電路由第一驅(qū)動電源35、第二驅(qū)動電源36和控制電源 37組成。
電池31和超級電容32的正極與電磁開關(guān)驅(qū)動電路42的輸入端相連，電磁 開關(guān)驅(qū)動電路42的輸出端與電磁線圈6的正極端相連，電磁線圈6的負(fù)極端與 電子馬達外殼即車身相連。蓄電池和超級電容的正極供電給第一驅(qū)動電源35、第二驅(qū)動電源36和控制電源37。
本實用新型還包括電動增壓系統(tǒng)，在后端蓋18的外圓上安裝有散熱通風(fēng)罩 23，在通風(fēng)罩23上安裝有增壓通氣管道20，增壓通氣管道20的另一端連接發(fā) 動機進氣管路。
各實施方式中的不同點如下
圖1和圖9示出了本實用新型的第一種實施方式無刷電子馬達驅(qū)動及控 制原理，其電機也包括接線柱16、絕緣墊15和絕緣套17，圖中省略未畫。
轉(zhuǎn)子鐵芯25的外圈均布有2-12個燕尾槽52，鑲嵌安裝有多極永磁，每極 永磁由多塊永磁塊13組成，轉(zhuǎn)子鐵芯25與永磁鐵13構(gòu)成永磁轉(zhuǎn)子，驅(qū)動功率 電路40包括三相橋六單元功率管第一上橋功率管T1、第二上橋功率管T2、 第三上橋功率管T3、第一下橋功率管T4、第二下橋功率管T5、第三下橋功率管 T6。
該系統(tǒng)采用一組低壓蓄電池和超級電容，電池31和超級電容32的正極通 過采樣電阻41與第一上橋功率管Tl、第二上橋功率管T2及第三上橋功率管T3 的正極端連接；電池31和超級電容32的負(fù)極與第一下橋功率管T4、第二下橋 功率管T5、第三下橋功率管T6的負(fù)極端連接。驅(qū)動功率電路40的三相交流輸 出端A、 B、 C分別與電子馬達39的三相電機繞組輸出端U相、V相、W相連接。 電子馬達39上設(shè)置的位置速度傳感器，并采集永磁轉(zhuǎn)子相位位置信號和轉(zhuǎn)速信 號，提供給控制電路38來實現(xiàn)驅(qū)動控制功能。
圖2、圖7、圖8和圖IO示出了本實用新型的第二種實施方式，有刷電子 馬達驅(qū)動及控制原理，轉(zhuǎn)子鐵芯25由鐵芯、繞組和換向器構(gòu)成。定子鐵芯14 的內(nèi)圓上均布有2-12個燕尾槽52，燕尾槽52內(nèi)鑲有永磁鐵，每極永磁鐵由多 個永磁塊13組成，在后端蓋18上安裝有電刷支架24和電刷22。
蓄電池和超級電容的負(fù)極與車身相連。電池31和超級電容32的輸出端通 過采樣電阻41連接輸入接線端45，輸入接線端45由螺栓50固定在后導(dǎo)電盤 46的圓心端面上，在后導(dǎo)電盤46上按圓心通過小螺栓47均布安裝有MOSFET管 44， MOSFET管44的漏極2D同時在均等的位置與后導(dǎo)電盤46相連，在后導(dǎo)電盤 46中心安裝有輸入接線端45，前導(dǎo)電盤48安裝在MOSFET管44的前方，后導(dǎo) 電盤46和前導(dǎo)電盤48間安裝有絕緣墊49， M0SFET管44的源極3S同時在均等 的位置與前導(dǎo)電盤48相連，M0SFET管44的柵極1G與電機驅(qū)動控制電路34相連，前導(dǎo)電盤48的圓心端面上安裝有輸出接線端51，輸出接線端51與電子馬 達39的正極相連。電子馬達39的負(fù)極與車身相連。
本實用新型提供的有刷電子馬達工作電壓為低壓，其驅(qū)動功率管都采用獨 立封裝的單個M0SFET管44， M0SFET管44的柵極1G為控制端；漏極2D為輸入 端；源極3S輸出端。單個M0SFET管44的工作電流一般為200A左右，大電流 的電子馬達需要多只MOSFET管44并聯(lián)驅(qū)動工作，按常用的并聯(lián)方式MOSFET管 44導(dǎo)通電路電阻不相等，MOSFET管44導(dǎo)通電流不均等，易造成某一單個MOSFET 管44過流損壞。
圖3、圖7、圖8和圖10示出了本實用新型的第三種實施方式，采用有刷 永磁減速馬達及其控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子鐵芯25由鐵芯、繞組和換向器構(gòu)成。定子鐵 芯14的內(nèi)圓上均布有2-12個燕尾槽52，燕尾槽52內(nèi)鑲有永磁鐵，每極永磁鐵 由多個永磁塊13組成，在后端蓋18上安裝有電刷支架24和電刷22。雙列軸承 9上安裝有減速轉(zhuǎn)軸行星架裝置10，減速轉(zhuǎn)軸行星架裝置10上安裝有三只減速 行星齒輪12，三只減速行星齒輪12在行星齒圈11內(nèi)固定旋轉(zhuǎn)，行星齒圈11的 前端面鑲?cè)肭岸松w8內(nèi)，后端面由軸承端蓋27通過四個螺栓29固定在前端蓋8 上，轉(zhuǎn)子鐵芯25的轉(zhuǎn)軸28安裝在軸承端蓋27的軸承26內(nèi)，轉(zhuǎn)軸28的端頭設(shè) 有齒輪并與行星齒輪12傳動運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鐵芯25的轉(zhuǎn)軸28另一端安裝在后端蓋 18的軸承21內(nèi)，在后端蓋18外的轉(zhuǎn)軸28端安裝有風(fēng)扇19。 無刷減速電子馬達與有刷減速電子馬達的減速安裝相同。 在上述控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還有整車、電池管理、電動增壓、過熱等保護 控制功能。電機驅(qū)動控制采用具有CAN總線功能的芯片，與汽車發(fā)動機ECU或 ECM連接，通過CAN總線實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、溫度、斷油熄火、節(jié)氣門開度 及變化率等通訊控制。使發(fā)動機實現(xiàn)停車熄火零怠速運行工況，以及自動或手 動熄火和電動增壓控制?？刂菩酒瑫r要采集電機轉(zhuǎn)子相位、速度、電池電壓 和電流等電動驅(qū)動所需反饋信號；發(fā)電機輸出電壓及蓄電池電壓時時采樣；電 路開關(guān)等其它開關(guān)量控制所需信號；整車控制通過發(fā)動機ECU采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、 發(fā)動機冷卻水溫度、發(fā)動機節(jié)氣門位置、車速、空調(diào)暖風(fēng)等整車控制所需信號。 芯片將以上系統(tǒng)采集到的信號通過計算處理，按工況需要輸出控制電磁開關(guān)控 制信號；輸出電動驅(qū)動電路使能、起/停、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變化量等信號；輸出給發(fā)動 機ECU斷油信號；以及故障檢測處理信號。電機起停采用汽車發(fā)動機節(jié)氣門位置傳感器或電子節(jié)氣門來控制，既簡單又可靠，也可用汽車點火開關(guān)來控制， 理想地實現(xiàn)了停車熄火混合動力運行工況的控制。在蓄電池上設(shè)有溫度傳感器， 利用溫度、電壓曲線特性圖，判斷檢測蓄電池的電量，實現(xiàn)智能化電池管理系 統(tǒng)。實現(xiàn)理想的停車熄火和電動增壓運行工況。
永磁單向離合器3設(shè)置在電磁線圈鐵心7內(nèi)滑動，永磁單向離合器3的永 磁環(huán)4設(shè)置在電磁線圈6和電磁線圈鐵心7的端面相對應(yīng)處，電磁線圈6和電 磁線圈鐵心7通電產(chǎn)生的磁力與永磁環(huán)4為同極性磁力方向。永磁單向離合器3 回位后，與電磁線圈6和電磁線圈鐵心7保持一定的氣隙，當(dāng)電磁線圈6導(dǎo)通 電流時，產(chǎn)生與永磁單向離合器3極性相同的磁力，在同性磁力相斥的作用下， 將永磁單向離合器3向發(fā)動機飛輪齒圈推移并嚙合。永磁單向離合器3嚙合后 延時一定時間，電子馬達M0SFET管44開關(guān)導(dǎo)通運轉(zhuǎn)，并驅(qū)動發(fā)動機完成起動。 當(dāng)完成起動電磁線圈6斷電后，在回位彈簧2和永磁環(huán)4與電磁線圈鐵心7的 吸力作用下，使永磁單向離合器3迅速與發(fā)動機飛輪齒圈分離。
本實用新型采用有刷永磁電子馬達或有刷永磁減速電子馬達及其控制系 統(tǒng)，取消了傳統(tǒng)的起動機電磁開關(guān)裝置，采用了永磁斥力開關(guān)裝置；設(shè)計有霍 爾位置傳感器，檢測判斷電子馬達永磁單向離合器3的傳動齒輪與發(fā)動機飛輪 齒圈嚙合位置和狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)起動機的許多缺點，如嚙合產(chǎn)生噪聲、飛輪 齒圈打毛、單向器齒輪嚙合不可靠等技術(shù)問題；采用永磁鐵鑲嵌定子鐵心技術(shù)， 使永磁塊的安裝簡單可靠；采用電子開關(guān)控制馬達的工作狀態(tài)，使馬達的轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)矩以及啟動過程、嚙合狀態(tài)閉環(huán)可控。實現(xiàn)了自動化發(fā)動機可靠控制起動， 并具有過流、欠壓、過壓、短路、過熱、缺相、接錯、互鎖等完善可靠的保護 功能；采用風(fēng)冷散熱及電動增壓系統(tǒng)，即解決了電子馬達散熱問題，又實現(xiàn)了 發(fā)動機電動增壓系統(tǒng)。
本實用新型開關(guān)的嚙合與電子馬達運轉(zhuǎn)可獨立控制，電子馬達設(shè)有溫度傳 感器，在溫度過高時，開關(guān)嚙合裝置自動分離后，電機可空載連續(xù)驅(qū)動散熱風(fēng) 扇運轉(zhuǎn)散熱，溫度低于設(shè)定值后，電子馬達可停止運轉(zhuǎn)。在駕駛儀表上設(shè)有停 車熄火和電動增壓手動選擇開關(guān)，汽車在加速過程中，電子馬達完成發(fā)動機啟 動后，還可繼續(xù)自動設(shè)定電動增壓，使發(fā)動機在加速過程中具有良好的動力性 能。在高原地行使時，駕駛員可選擇手動增壓開關(guān)，電子馬達驅(qū)動風(fēng)扇連續(xù)轉(zhuǎn) 速增壓可控，電動增壓發(fā)動機運行工作。有刷電子馬達工作原理電子馬達控制電路38通過CAN總線采集到節(jié)氣 門開度一定量或點火開關(guān)啟動信號時，控制電路38驅(qū)動電磁開關(guān)驅(qū)動電路42 的電子開關(guān)導(dǎo)通電磁線圈6的電流時，電磁線圈6及其鐵心7產(chǎn)生與永磁環(huán)4 同極性磁極，在同性磁極的斥力作用下，永磁單向離合器3向限位卡圈1方向 壓縮回位彈簧2移動，并與發(fā)動機飛輪齒圈嚙合。齒圈嚙合狀態(tài)由霍爾位置傳 感器5反饋控制。如反饋信號未嚙合時，控制電路38再次驅(qū)動電磁開關(guān)驅(qū)動電 路42的電子開關(guān)導(dǎo)通電磁線圈6的電流，同時控制電路38驅(qū)動電機驅(qū)動電路 34驅(qū)動功率開關(guān)導(dǎo)通，使電機微量運轉(zhuǎn)。在此種狀態(tài)下可確保齒圈嚙合。反饋 信號嚙合時，控制電路38驅(qū)動電機驅(qū)動電路34驅(qū)動功率開關(guān)導(dǎo)通，使電子馬 達39運轉(zhuǎn)起動。通過CAN總線發(fā)動機ECU反饋啟動成功信號時，控制電路38 再次驅(qū)動電磁開關(guān)驅(qū)動電路42的電子開關(guān)，關(guān)斷電磁線圈6的電流，此時在永 磁單向離合器3與電磁線圈鐵心7的吸力和回位彈簧2的推力下與發(fā)動機飛輪 齒圈分離?？刂齐娐?8可繼續(xù)驅(qū)動電機驅(qū)動電路34驅(qū)動功率開關(guān)導(dǎo)通，使電 子馬達39繼續(xù)運轉(zhuǎn)散熱和電動增壓。完成設(shè)定的散熱和電動增壓后，控制電路 38驅(qū)動電機驅(qū)動電路34驅(qū)動功率開關(guān)關(guān)斷，使電子馬達39停止工作。
無刷電子馬達工作原理采用了直流無刷永磁電機及其驅(qū)動控制電路，取 消了電刷和換向器。極大的提高了電機及控制器的可靠性和性能。電子馬達控 制電路38通過CAN總線采集到節(jié)氣門開度一定量值或點火開關(guān)啟動信號時， 控制電路38驅(qū)動電磁開關(guān)驅(qū)動電路42的電子開關(guān)導(dǎo)通電磁線圈6的電流，電 磁線圈6及其鐵心7產(chǎn)生與永磁環(huán)4同極性磁極，在同性磁極的斥力作用下， 永磁單向離合器3向限位卡圈1方向壓縮回位彈簧2移動，并與發(fā)動機飛輪齒 圈嚙合。齒圈嚙合狀態(tài)由霍爾位置傳感器5反饋控制。如反饋信號未嚙合時， 控制電路38再次驅(qū)動電磁開關(guān)驅(qū)動電路42的電子開關(guān)導(dǎo)通電磁線圈6的電流， 同時控制電路38驅(qū)動電機驅(qū)動電路34的三相橋功率開關(guān)電路40工作，三相橋 功率開關(guān)電路40的三相變流輸出端A、 B、 C分別與永磁無刷電機三相繞組U、 V、 W相連，控制電路38根據(jù)永磁電機位置反饋信號，驅(qū)動控制電機驅(qū)動電路 34驅(qū)動三相橋功率電路通斷，使三相橋功率電路40依次產(chǎn)生輸出三相交變電流， 從而驅(qū)動永磁無刷電機微量運轉(zhuǎn)。在此種狀態(tài)下可確保齒圈嚙合。反饋信號嚙 合時，控制電路38驅(qū)動控制電機驅(qū)動電路34驅(qū)動三相橋功率電路通斷，使三 相橋功率電路40依次產(chǎn)生輸出三相交變電流，使永磁無刷電子馬達39運轉(zhuǎn)起動。通過CAN總線發(fā)動機ECU反饋啟動成功信號時，控制電路38再次驅(qū)動電 磁開關(guān)驅(qū)動電路42的電子開關(guān)，關(guān)斷電磁線圈6的電流，此時在永磁單向離合 器3與電磁線圈鐵心7的吸力和回位彈簧2的推力下與發(fā)動機飛輪齒圈分離。， 使電子馬先由點火開或節(jié)氣門及電子開關(guān)接通電磁線圈6通電，電磁線圈6及 其電磁線圈鐵心7產(chǎn)生與永磁單向離合器3與永磁環(huán)4極性相同磁力，在同極 性磁力相斥的作用下，使永磁單向離合器3與發(fā)動機飛輪嚙合，永磁單向離合 器3移動嚙合的位置由霍爾位置傳感器5檢測反饋。如果嚙合位置不到位，電 子開關(guān)會自動再次導(dǎo)通電磁線圈6，同時控制電路38可驅(qū)動電機驅(qū)動電路34驅(qū) 動三相橋功率電路40通斷，使三相橋功率電路40依次產(chǎn)生輸出的三相交變電 流，使永磁電子馬達微動旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下即可確保永磁單向離合器3與 發(fā)動機飛輪的嚙合。永磁單向離合器3嚙合延時后，控制電路38可驅(qū)動電機驅(qū) 動電路34驅(qū)動三相橋功率電路40通斷，使三相橋功率電路40依次產(chǎn)生輸出的 三相交變電流，使永磁電子馬達運轉(zhuǎn)起動。發(fā)動機起動后電磁開關(guān)驅(qū)動電路立 即切斷電磁線圈6的電流，電磁線圈6斷電后，永磁單項離合器3在回位彈簧2 和電磁線圈鐵心7與永磁單向離合器3和永磁環(huán)4的吸力下立即與發(fā)動機飛輪 齒圈分離。此時永磁無刷電子馬達繼續(xù)運轉(zhuǎn)，永磁無刷電子馬達只驅(qū)動散熱風(fēng) 扇散熱同時又給發(fā)動機增壓。進氣增壓大大提高了汽車發(fā)動機的動力性和加速 性，汽車完成加速過程后永磁無刷電子馬達停止延續(xù)散熱和增壓工作。在汽車 儀表面板上，還設(shè)有專用的電動增壓和熄火手動選擇開關(guān)。在控制電路38種有 選擇停車熄火和電動增壓手動開關(guān)電路構(gòu)成。
在蓄電池端直接并聯(lián)有超級電容32，構(gòu)成電池電容電源組。
權(quán)利要求1、一種具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，由電機和控制系統(tǒng)組成，電機包括前端蓋、后端蓋、轉(zhuǎn)軸、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、接線柱、絕緣墊、絕緣套、散熱風(fēng)扇、限位卡圈和固定螺栓孔，前端蓋與后端蓋間裝有轉(zhuǎn)軸，前端蓋和后端蓋之間固定有定子鐵芯，定子鐵芯內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，在后端蓋上安裝有接線柱及絕緣墊和絕緣套，后端蓋外的轉(zhuǎn)軸后端上設(shè)有散熱風(fēng)扇，轉(zhuǎn)軸端部設(shè)有限位卡圈，前端蓋上設(shè)有固定螺栓孔，其特征在于所述電機還包括永磁單向離合器(3)、永磁環(huán)(4)、電磁線圈鐵芯(7)、電磁線圈(6)、霍爾位置傳感器(5)、回位彈簧(2)、雙列軸承(9)和軸承(21)，轉(zhuǎn)軸(28)的前端裝有永磁單向離合器(3)，永磁單向離合器(3)上安裝有永磁環(huán)(4)，與永磁環(huán)(4)相對位置安裝有電磁線圈鐵芯(7)，電磁線圈鐵芯(7)外裝有電磁線圈(6)，在電磁線圈(6)上設(shè)有霍爾位置傳感器(5)，在所述限位卡圈(1)和永磁單向離合器(3)之間設(shè)有回位彈簧(2)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的轉(zhuǎn)軸前端安裝在雙列軸承(9)內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的轉(zhuǎn)軸另一端安裝在后端蓋(18)的軸承(21)內(nèi)；所述控制系統(tǒng)包括電流檢測電路(33)、電機驅(qū)動控制電路(34)、電源供電電路、控制電路(38)、驅(qū)動功率電路(40)、采樣電阻(41)、電磁開關(guān)驅(qū)動電路(42)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述控制電路(38)包括整車控制、電池管理、CAN總線通訊、故障檢測顯 示處理系統(tǒng)電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特 征在于它還包括電動增壓系統(tǒng)，在所述后端蓋(18)的外圓上安裝有散熱通 風(fēng)罩(23)，在通風(fēng)罩(23)上安裝有增壓通氣管道(20)，增壓通氣管道(20) 的另 一端連接發(fā)動機進氣管路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述驅(qū)動功率電路(40)包括三相橋六單元功率管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的外圈均布有2-12個燕尾槽(52)，燕尾槽(52)內(nèi)鑲 有永磁鐵，每極永磁鐵由多個永磁塊(13)組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述雙列軸承(9)上安裝有減速轉(zhuǎn)軸行星架裝置(10)，減速轉(zhuǎn)軸行星架 裝置(10)上安裝有減速行星齒輪(12)，減速行星齒輪(12)在行星齒圈(11) 內(nèi)固定旋轉(zhuǎn)，行星齒圈(11)的前端面鑲?cè)肭岸松w(8)內(nèi)，行星齒圈(11)的 后端面由軸承端蓋(27)通過螺栓(29)固定在前端蓋(8)上，轉(zhuǎn)子鐵芯(25) 的轉(zhuǎn)軸一端安裝在軸承端蓋(27)的軸承(26)內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的轉(zhuǎn)軸另 一端安裝在后端蓋(18)的軸承(21)內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述驅(qū)動功率電路(40)包括一個開關(guān)電路，在后端蓋(18)上安裝有電 刷支架(24)和電刷(22)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于所述定子鐵芯(14)的內(nèi)圓上均布有2-12個燕尾槽(52)，燕尾槽(52)內(nèi) 鑲有永磁鐵，每極永磁鐵由多個永磁塊(13)組成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征在 于電池(31)和超級電容(32)的輸出端連接輸入接線端(45)，輸入接線端(45)固定在后導(dǎo)電盤(46)的圓心端面上，在后導(dǎo)電盤(46)上按圓心均布 MOSFET管(44)， MOSFET管(44)的漏極(2D)與后導(dǎo)電盤(46)相連，在后 導(dǎo)電盤(46)中心安裝有輸入接線端(45)，在MOSFET管(44)的前方安裝有 前導(dǎo)電盤(48)，后導(dǎo)電盤(46)和前導(dǎo)電盤(48)間安裝有絕緣墊(49)， MOSFET 管(44)的源極(3S)與前導(dǎo)電盤(48)相連，MOSFET管(44)的柵極(1G)與電 機驅(qū)動控制電路(34)相連，前導(dǎo)電盤(48)的圓心端面上安裝有輸出接線端(51)， 輸出接線端(51)與電子馬達(39)的正極相連。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，其特征 在于所述驅(qū)動功率電路(40)包括開關(guān)電路，在后端蓋(18)上安裝有電刷支架 (24)和電刷(22)，雙列軸承(9)上安裝有減速轉(zhuǎn)軸行星架裝置(10)，減速轉(zhuǎn)軸行星 架裝置(10)上安裝有減速行星齒輪(12)，減速行星齒輪(12)在行星齒圈(11)內(nèi)固定 旋轉(zhuǎn)，行星齒圈(11)的前端面鑲?cè)肭岸松w(8)內(nèi)，行星齒斷l(xiāng)l)的后端面由軸承端 蓋(27)通過螺栓(29)固定在前端蓋(8)上，轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的轉(zhuǎn)軸一端安裝在軸承端 蓋(27)的軸承(26)內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯(25)的轉(zhuǎn)軸另一端安裝在后端蓋(18)的軸承(21)內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有一控制系統(tǒng)的停車熄火電子馬達，解決現(xiàn)有汽車停車熄火零怠速運行工況。本實用新型由電機和控制系統(tǒng)組成，電機還包括永磁單向離合器、永磁環(huán)、電磁線圈鐵芯、電磁線圈、霍爾位置傳感器、回位彈簧、雙列軸承和軸承，所述控制系統(tǒng)包括電流檢測電路、電機驅(qū)動控制電路、電源供電電路、控制電路、驅(qū)動功率電路、采樣電阻、電磁開關(guān)驅(qū)動電路。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、工作性能可靠，可實現(xiàn)現(xiàn)有汽車改裝和新車生產(chǎn)配套的系統(tǒng)及其電動增壓控制系統(tǒng)。
文檔編號H02K7/10GK201409041SQ200920143849
公開日2010年2月17日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者雷 賀 申請人:雷 賀