本發(fā)明涉及摩托車領(lǐng)域，具體為一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

我國是一個摩托車大國，產(chǎn)量和使用量都位居世界前列，摩托車對于我國廣大的農(nóng)村和交通不發(fā)達(dá)的地區(qū)還是有很大的市場，傳統(tǒng)的摩托車啟動和發(fā)電分別由一個用于啟動的有刷直流電機(jī)和一個用于發(fā)電的磁電機(jī)組成，磁電機(jī)發(fā)出的電由傳統(tǒng)的短路式調(diào)壓器為蓄電池充電，摩托車在行駛工作中遇到等紅燈或者是其他情況要停止行駛時，發(fā)動機(jī)還在怠速運(yùn)行，如果要熄火只有關(guān)掉鑰匙，用于啟動的有刷直流電機(jī)因?yàn)橛刑妓⒌木壒蕦?dǎo)致電機(jī)的使用壽命短，傳統(tǒng)的短路式調(diào)壓器在電池充滿后對磁電機(jī)短路造成很大的能量損耗。

“十二五”期間，國家把節(jié)能減排作為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會戰(zhàn)略目標(biāo)的重要途徑，圍繞節(jié)能減排工作對科技創(chuàng)新的需求，科技部會同有關(guān)部門組織實(shí)施了節(jié)能減排科技專項(xiàng)行動和節(jié)能減排全民科技行動，有力地推進(jìn)了關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化示范和推廣應(yīng)用，科技進(jìn)步對節(jié)能減排貢獻(xiàn)率顯著提升。

“十二五”以來，我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與資源環(huán)境約束的矛盾日益凸顯，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變對節(jié)能減排的要求日益迫切，這些都要求我們必須加快核心技術(shù)突破以及關(guān)鍵技術(shù)集成，大規(guī)模推廣應(yīng)用節(jié)能減排新裝備和新產(chǎn)品，進(jìn)一步依靠科技創(chuàng)新推進(jìn)節(jié)能減排，為進(jìn)一步貫徹落實(shí)國務(wù)院《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》和《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》的部署，全面推進(jìn)節(jié)能減排科技工作，科技部、工業(yè)和信息化部特別組織制定印發(fā)了《2014-2015年節(jié)能減排科技專項(xiàng)行動方案》，資源環(huán)境制約是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的突出矛盾，解決節(jié)能環(huán)保問題，是擴(kuò)內(nèi)需、穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)，打造中國經(jīng)濟(jì)升級版的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。

所以，在目前的大環(huán)境基礎(chǔ)下，研發(fā)出了摩托車用啟動發(fā)電一體帶有怠速啟停功能的控制器，該項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化是市場需求和國家產(chǎn)業(yè)政策支持的必然選擇，本發(fā)明即針對上述現(xiàn)實(shí)問題的不足，為此，研制一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)和控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)和控制方法，針對以上的技術(shù)缺陷，選用無刷直流電機(jī)代替啟動的有刷直流電機(jī)和發(fā)電的磁電機(jī)，無刷直流電機(jī)使用壽命長，采用矢量控制方式充電電池充滿后沒有能量損耗，智能自動控制器檢測到摩托車停止行駛3秒鐘后自動熄火，在熄火時只要扭動油門把手加油就可以重新啟動繼續(xù)行駛，摩托車使用本發(fā)明的技術(shù)后能極大的減少油耗，減少尾氣對環(huán)境的污染。

以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)用一個無刷直流電機(jī)替代了壽命短的啟動摩托車用有刷直流電機(jī)和復(fù)雜的傳統(tǒng)磁電機(jī)發(fā)電部分結(jié)構(gòu)，還用一個智能自動控制器替代了功能單一的普通控制器和傳統(tǒng)短路式調(diào)壓器；

無刷直流電機(jī)，用于對摩托車進(jìn)行啟動以及行駛中實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能的智能電機(jī)；

智能自動控制器，用于檢測無刷直流電機(jī)的霍爾元件、油門把手的控制狀態(tài)，同時智能控制無刷直流電機(jī)的怠速啟停和蓄電池的充放電。

進(jìn)一步地，所述智能自動控制器為摩托車用啟動發(fā)電一體且?guī)в械∷賳⑼９δ艿目刂破鳎悄茏詣涌刂破鞯目刂品绞讲捎檬噶靠刂品绞?，智能自動控制器的反饋方式采用閉環(huán)反饋方式。

進(jìn)一步地，所述智能自動控制器內(nèi)置有電解電容，電解電容在蓄電池取出時，起到小型充電池的作用。

進(jìn)一步地，所述智能自動控制器設(shè)有電機(jī)接口、電機(jī)元件接口、控制接口和電源接口，所述電機(jī)接口與無刷直流電機(jī)電連接，所述電機(jī)元件接口與無刷直流電機(jī)上的霍爾元件電連接，所述控制接口與摩托車的油門把手電連接，所述電源接口與摩托車的蓄電池電連接。

一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包括：所述智能自動控制器不斷地采集無刷直流電機(jī)的發(fā)電電壓，檢測到摩托車停止行駛3s后自動熄火，熄火后扭動油門把手即可重新啟動繼續(xù)行駛，從而實(shí)現(xiàn)怠速啟停的功能。

進(jìn)一步地，摩托車停止行駛時，無刷直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，智能自動控制器通過電機(jī)元件接口與霍爾元件的電連接檢測到無刷直流電機(jī)上的發(fā)電電壓為零，然后通過電機(jī)接口與電機(jī)的電連接來控制電機(jī)的熄火。

進(jìn)一步地，摩托車準(zhǔn)備行駛時，扭動摩托車的油門把手，智能自動控制器通過控制接口與油門把手的電連接檢測到油門把手的啟動信號，然后通過電機(jī)接口與電機(jī)的電連接來控制電機(jī)的啟動。

進(jìn)一步地，所述智能自動控制器通過電源接口與蓄電池的電連接來實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能充放電。

進(jìn)一步地，摩托車行駛過程中，無刷直流電機(jī)通過具有矢量控制技術(shù)的智能自動控制器向蓄電池和電解電容充電。

進(jìn)一步地，所述智能自動控制器通過電機(jī)元件接口與霍爾元件的電連接檢測無刷直流電機(jī)的實(shí)時溫度，當(dāng)檢測到的無刷直流電機(jī)的溫度達(dá)到怠速啟停的溫度要求時，打開怠速啟停功能，當(dāng)檢測到的無刷直流電機(jī)的溫度未達(dá)到怠速啟停的溫度要求時，關(guān)閉怠速啟停功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)和控制方法實(shí)現(xiàn)了以下有益效果：

(1)摩托車啟動和發(fā)電功能用一個無刷直流電機(jī)代替了使用壽命短的啟動用有刷直流電機(jī)和復(fù)雜的傳統(tǒng)磁電機(jī)發(fā)電部分結(jié)構(gòu)；

(2)控制器控制摩托車怠速歇火與傳統(tǒng)摩托車相比減少了摩托車停駛時的尾氣排放﹑節(jié)油效果也很明顯；

(3)控制器采用矢量控制方式充電，與傳統(tǒng)短路式調(diào)壓器相比極大的減少了油耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖。

圖2為本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的控制方法流程圖。

圖3為本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的智能自動控制器上層電路原理圖。

圖4為本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的智能自動控制器下層電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參閱圖1是本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖，該系統(tǒng)用一個無刷直流電機(jī)替代了壽命短的啟動摩托車用有刷直流電機(jī)和復(fù)雜的傳統(tǒng)磁電機(jī)發(fā)電部分結(jié)構(gòu)，還用一個智能自動控制器替代了功能單一的普通控制器和傳統(tǒng)短路式調(diào)壓器；

無刷直流電機(jī)，用于對摩托車進(jìn)行啟動以及行駛中實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能的智能電機(jī)；無刷直流電機(jī)綜合了有刷直流電機(jī)和磁電機(jī)發(fā)電的功能，優(yōu)化了動力驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了啟動機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)構(gòu)的一體化。

智能自動控制器，用于檢測無刷直流電機(jī)的霍爾元件、油門把手的控制狀態(tài)，同時智能控制無刷直流電機(jī)的怠速啟停和蓄電池的充放電；其中，智能自動控制器為摩托車用啟動發(fā)電一體且?guī)в械∷賳⑼９δ艿目刂破?，?shí)現(xiàn)怠速狀態(tài)下的啟停功能；其中，智能自動控制器的控制方式采用矢量控制方式，采用矢量控制方式充電電池充滿后沒有能量損耗；其中，智能自動控制器的反饋方式采用閉環(huán)反饋方式，閉環(huán)反饋的方式實(shí)現(xiàn)充電電壓的穩(wěn)定。

另外，智能自動控制器設(shè)有電機(jī)接口、電機(jī)元件接口、控制接口和電源接口，所述電機(jī)接口與無刷直流電機(jī)電連接，所述電機(jī)元件接口與無刷直流電機(jī)上的霍爾元件電連接，所述控制接口與摩托車的油門把手電連接，所述電源接口與摩托車的蓄電池電連接。

其中，智能自動控制器內(nèi)置有電解電容，電解電容在蓄電池取出時，起到小型充電池的作用，電解電容通過電路與電機(jī)接口、電機(jī)元件接口、控制接口和電源接口電連接。

參閱圖2，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法、技術(shù)路線和工藝流程。

一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包括：所述智能自動控制器不斷地采集無刷直流電機(jī)的發(fā)電電壓，檢測到摩托車停止行駛3s后自動熄火，熄火后扭動油門把手即可重新啟動繼續(xù)行駛，從而實(shí)現(xiàn)怠速啟停的功能，其中3s為優(yōu)選的設(shè)定時間，實(shí)現(xiàn)功能的最優(yōu)化。

當(dāng)摩托車停止行駛時，無刷直流電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，智能自動控制器通過電機(jī)元件接口與霍爾元件的電連接檢測到無刷直流電機(jī)上的發(fā)電電壓為零，然后通過電機(jī)接口與電機(jī)的電連接來控制電機(jī)的熄火。

當(dāng)摩托車準(zhǔn)備行駛時，扭動摩托車的油門把手，智能自動控制器通過控制接口與油門把手的電連接檢測到油門把手的啟動信號，然后通過電機(jī)接口與電機(jī)的電連接來控制電機(jī)的啟動。

工藝流程步驟：(1)對電機(jī)溫度不斷進(jìn)行采集，當(dāng)電機(jī)溫度達(dá)到開啟的溫度開啟怠速啟停功能，當(dāng)電機(jī)溫度未達(dá)到開啟的溫度繼續(xù)采集電機(jī)溫度；(2)開啟怠速啟停功能，當(dāng)檢測到摩托車停止行駛時，電機(jī)熄火，當(dāng)檢測到摩托車行駛狀態(tài)時，繼續(xù)檢測摩托車的行駛狀態(tài)；(3)電機(jī)熄火，熄火狀態(tài)下實(shí)時檢測油門把手的控制信號；(4)控制油門把手，當(dāng)檢測到油門把手產(chǎn)生動作信號，啟動電機(jī)，為檢測到油門把手產(chǎn)生動作信號，繼續(xù)檢測油門把手的動作信號；(5)電機(jī)啟動，電機(jī)啟動后繼續(xù)檢測車輛的行駛狀態(tài)。

其中，智能自動控制器通過電源接口與蓄電池的電連接來實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能充放電。

摩托車行駛過程中，無刷直流電機(jī)通過具有矢量控制技術(shù)的智能自動控制器向蓄電池和電解電容充電，當(dāng)摩托車處于怠速停止?fàn)顟B(tài)時，發(fā)動機(jī)停止運(yùn)行，同時大燈也降低亮度，降低蓄電池的供電負(fù)荷，從而降低能耗的損失，當(dāng)蓄電池和電解電容處于充電滿載的狀態(tài)下，關(guān)閉無刷直流電機(jī)的發(fā)電功能或者切斷充電電路。

智能自動控制器通過電機(jī)元件接口與霍爾元件的電連接檢測無刷直流電機(jī)的實(shí)時溫度，當(dāng)檢測到的無刷直流電機(jī)的溫度達(dá)到怠速啟停的溫度要求時，打開怠速啟停功能，當(dāng)檢測到的無刷直流電機(jī)的溫度未達(dá)到怠速啟停的溫度要求時，關(guān)閉怠速啟停功能。

方法、技術(shù)路線概述：

自動啟停的核心就在于-自動控制熄火和啟動，同時減少了不必要的燃油消耗，降低排放和提高燃油經(jīng)濟(jì)性，這項(xiàng)功能主要適應(yīng)于城市交通中等待信號燈或是堵車時，能夠盡量降低發(fā)動機(jī)怠速空轉(zhuǎn)時間。

技術(shù)原理：

頻繁啟動對發(fā)動機(jī)是否會產(chǎn)生不必要的損耗、增加更多的油耗，理論上，假設(shè)在1分鐘內(nèi)不斷的啟動、熄火，油耗一定會高于正常怠速，但是在一分鐘內(nèi)熄火啟動一次，油耗一定是低于怠速的油耗。

當(dāng)然，在城市道路中頻繁地熄火再起動，反而會增加燃油的消耗，并不能達(dá)到節(jié)油的目的，在車輛結(jié)束停止?fàn)顟B(tài)再次起動時，由于發(fā)動機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，起動阻力較小，并且在起動時通過電能驅(qū)動起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)飛輪進(jìn)行起動，此時起動的耗油量僅相當(dāng)于怠速0.7秒的耗油量，所以理論上停車超過0.7秒就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)油效果。

摩托車的怠速油耗2升/小時，折算下來怠速10秒鐘消耗5.5毫升，啟動一次(5秒)的油耗為4.125毫升，換言之怠速熄火10秒鐘的油耗低于怠速運(yùn)行10秒鐘的油耗；按一個紅綠燈平均等候60秒算，除去啟動的燃油消耗，平均12個紅燈就能節(jié)省355ml的燃油，355ml燃油相當(dāng)于一聽可樂。

此外，頻繁的啟動會加劇發(fā)動機(jī)的磨損，但是，汽車發(fā)動機(jī)的磨損有80％以上來自冷啟動時的瞬間磨損，正常怠速運(yùn)行磨損占20％左右，這也是為什么自動啟停功能在冷車時會自動關(guān)閉，采用這項(xiàng)功能的車輛，起動電機(jī)和蓄電池等相關(guān)元件都已進(jìn)行了優(yōu)化，另外由于減少了停車時間，降低了發(fā)動機(jī)的怠速磨損，所以可以使發(fā)動機(jī)的使用壽命變得更長，當(dāng)然熱車啟動也需要注意及時保養(yǎng)和更換高品質(zhì)的機(jī)油來盡量減小啟動帶來的不必要磨損。

該系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)：

如圖3所示，本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的智能自動控制器上層電路原理圖，智能自動控制器的上層電路是由集成在電路板上的控制電路、電機(jī)元件接口電路、控制接口電路以及MOS管供電電路組成，其中控制電路為智能自動控制器的核心部件，控制電路中設(shè)有CPU，用于處理和控制整個控制器的運(yùn)行；其中電機(jī)元件接口電路為電機(jī)元件接口的工作電路，其中控制接口電路為控制接口的工作電路，MOS管供電電路為向MOS管提供工作電源的電路，同時保護(hù)MOS管及其電路。

如圖4所示，本發(fā)明一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)的智能自動控制器下層電路原理圖，智能自動控制器的下層電路是由集成在控制器中的電機(jī)接口電路、電源接口電路、開關(guān)電路、連接電路、電解電容及其電路組成，其中電機(jī)接口電路為電機(jī)接口的工作電路，其中電源接口電路為電源接口的工作電路，其中開關(guān)電路是由7個MOS管構(gòu)成，當(dāng)檢測到摩托車停止行駛的時候，發(fā)動機(jī)停止工作，大燈亮度降低，當(dāng)檢測到摩托車行駛的時候，發(fā)動機(jī)工作，大燈恢復(fù)正常亮度；其中連接電路是連接上層電路與下層電路的橋梁電路；其中電解電容在蓄電池取出時，起到小型充電池的作用。

綜上所述，本發(fā)明的一種摩托車怠速啟停的啟動發(fā)電一體控制系統(tǒng)和控制方法，摩托車啟動和發(fā)電功能用一個無刷直流電機(jī)代替了使用壽命短的啟動用有刷直流電機(jī)和復(fù)雜的傳統(tǒng)磁電機(jī)發(fā)電部分結(jié)構(gòu)；控制器控制摩托車怠速歇火與傳統(tǒng)摩托車相比減少了摩托車停駛時的尾氣排放﹑節(jié)油效果也很明顯；控制器采用矢量控制方式充電，與傳統(tǒng)短路式調(diào)壓器相比極大的減少了油耗。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。