CN105700600B - 无电瓶启动的稳压器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了无电瓶启动的稳压器及其控制方法，所述无电瓶启动的稳压器的控制方法包括以下步骤：判断发电机所产生的电压值是否超过第二临界值；当所述电压值超过所述第二临界值时，处理单元控制第一开关，以接通所述第一开关，将所述发电机所产生的电能通过所述第一开关传送到引擎启动装置；本发明基于所述发电机所产生的电压值是否超过所述第二临界值，判断是否将电能传送到所述引擎启动装置来启动引擎，并且当所述发电机产生了具有足够电压的电能时，将电能提供给所述引擎启动装置，以平稳地启动引擎，并且在启动成功引擎后，所述发电机通过引擎进行发电来向直流负载和交流负载提供电能，以减少电瓶的电能消耗量，从而使电瓶小型化，降低制作成本。

Description

无电瓶启动的稳压器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种稳压器，并且特别地涉及一种无电瓶启动的稳压器及其控制方法。

背景技术

请参考图4，一般摩托车中的引擎启动依赖传统的单相发电稳压器60来启动，而该单相发电稳压器从发电机(A.C.G)61中获取电能，并且在进行整流与稳压之后将电能输出至燃料喷射系统(FI Load)62中，以启动引擎。但是由发电机61向燃料喷射系统62供电以启动引擎时，必须依赖电瓶63提供辅助电能才能平稳地启动，因此当电瓶63中的电力不足时就无法提供辅助电能，由此造成引擎启动不稳而损伤引擎。

此外，电瓶63除了必须提供辅助电能以使发电机61能够平稳地启动引擎之外，还需要同时向车上的其它需要电能的负载提供电能，例如，大灯64、白天常时点灯系统、USB充电系统、置物箱内的LED灯、点烟器、喇叭、方向灯、尾灯65等都需要电瓶来提供电能，因此使得电瓶的负荷增加，导致电瓶的体积不断增大，成本也随之不断增加。因此必须进一步改进现有技术的稳压器。

发明内容

考虑到现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种无电瓶启动的稳压器及其控制方法，从而在没有设置电瓶的情况下也能顺利平稳地启动引擎，以减少电瓶的负荷，缩小电瓶的体积。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术手段是使所述无电瓶启动的稳压器连接在发电机与引擎启动装置之间，并且包括：

电源输入端，其连接到发电机；

启动输出端，其连接到引擎启动装置；

稳压整流单元，其具有交流输入端和直流输出端，该交流输入端连接到电源输入端；

第一二极管，其具有阳极和阴极，该阳极连接到稳压整流单元的直流输出端；

第一电容器，其连接在第一二极管的阴极与接地端之间；

第一开关，其连接在稳压整流单元的直流输出端与启动输出端之间；

处理单元，其具有判断引脚、电源引脚和第一控制引脚，其中判断引脚连接到稳压整流单元的直流输出端，电源引脚连接到第一二极管的阴极，第一控制引脚连接到第一开关的控制端，以控制第一开关的接通；以及

其中，当第一电容器两端的电压超过第一临界值时，唤醒处理单元；处理单元利用判断引脚来读取该稳压整流单元的直流输出端的电压值，当稳压整流单元的直流输出端的电压值大于第二临界值时，通过第一控制引脚来控制第一开关，以使其接通；第二临界值大于第一临界值。

无电瓶启动的稳压器的控制方法包括以下步骤：

判断发电机产生的电压值是否超过第一临界值；

当电压值超过第一临界值时，唤醒处理单元；

判断电压值是否超过第二临界值；

当电压值超过第二临界值时，接通第一开关，以使发电机产生的电能被传送到引擎启动装置。

本发明判断在由发电机产生电能时，即在第一电容器两端的电压超过第一临界值时先启动处理单元，而当处理单元被唤醒后，可以主动判断发电机产生的电压值是否足够启动引擎。当处理单元判断稳压整流器的直流输出端的电压值超过第二临界值时，即判断发电机产生的电压能够平稳地启动引擎时，接通第一开关，使发电机产生的电压能够被传送到引擎启动装置，以向引擎启动装置供应足够的电能，从而平稳地启动引擎。当引擎启动成功后，发电机可以经由引擎来发电，并且由发电机产生足够的电能来供应到直流负载和交流负载，以取代电瓶的部分功能，减少电瓶的电能消耗量。因此，摩托车通过本发明的无电瓶启动的稳压器10的设置，可以有效地使电瓶小型化，以降低制作成本。

附图说明

图1是本发明的无电瓶启动的稳压器的第一较佳实施例的电路示意图。

图2是本发明的无电瓶启动的稳压器的第二较佳实施例的电路示意图。

图3是本发明的无电瓶启动的稳压器的控制方法的流程图。

图4是根据现有技术的单相发电稳压器的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本发明的较佳实施例来进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段。

本发明提供了无电瓶启动的稳压器10及其控制方法，请参阅图1，无电瓶启动的稳压器10连接在发电机20(A.C.G)与引擎启动装置30之间。无电瓶启动的稳压器10的第一较佳实施例包括电源输入端I/P、启动输出端O/P1、稳压整流单元11、第一二极管D1、第一电容器C1、第一开关12和处理单元13。在该较佳实施例中，发电机20是具有脚踏杆驱动的交流发电线圈(4～6圈/次)。引擎启动装置30是燃料喷射系统(FI Load)。

电源输入端I/P连接到发电机20，以接收发电机20所产生的电能，而启动输出端O/P1连接到引擎启动装置30，以向引擎启动装置30提供电能。

稳压整流单元11具有交流输入端和直流输出端，交流输入端连接到电源输入端I/P。第一二极管D1具有阳极和阴极，阳极连接到稳压整流单元11的直流输出端。第一电容器C1连接在第一二极管D1的阴极与接地端之间。第一开关12连接在稳压整流单元11的直流输出端与启动输出端O/P1之间。

处理单元13具有判断引脚(DET)、电源引脚(VDD)和第一控制引脚(CTRL1)。电源引脚连接到第一二极管D1的阴极，第一控制引脚连接到第一开关12的控制端，以控制第一开关12的接通，并且判断引脚连接到稳压整流单元11的直流输出端。

在该较佳实施例中，无电瓶启动的稳压器10适用于一般摩托车中，当摩托车的电瓶中的电能不足以使引擎启动装置启动引擎时，使用者就通过脚踏所述脚踏杆来使发电机20产生电能。当发电机20产生电能时，发电机20所产生的电能会进入无电瓶启动的稳压器10，并且当第一电容器D1两端的电压超过第一临界值时，处理单元13的电源引脚就接收到足够的电能，以唤醒处理单元13。当处理单元13被唤醒后，处理单元13利用判断引脚来读取稳压整流单元11的直流输出端的电压值，当处理单元13的判断引脚所读取的电压值大于第二临界值时，处理单元13就通过第一控制引脚来控制第一开关12，以使其接通。第二临界值大于第一临界值。在该较佳实施例中，第一临界值大于或等于2.3V，而第二临界值大于或等于14.2V。

本发明通过使用者进行脚踏来发电，以使发电机20产生被提供到无电瓶启动的稳压器10的电能。由于处理单元13所需的唤醒电能比引擎启动装置30所需的电能小，因此当发电机20产生足够的电能时，首先唤醒处理单元13，并且通过处理单元13来进一步判断发电机20所产生的电能是否足以平稳地启动引擎启动装置30，当发电机20所产生的电能足以平稳地启动引擎启动装置30时，处理单元13就控制第一开关12，以使其接通，从而使发电机20产生的电能通过稳压整流单元11进行稳压与整流后，经由启动输出端而被输出到引擎启动装置30，以向引擎启动装置30提供足够电压的电能来启动引擎。

进一步而言，处理单元13进一步连接到摩托车的中央处理单元(未示出)，而中央处理单元用于判断引擎是否成功启动，并且将判断结果传送回到处理单元13。当引擎未成功启动时，处理单元13控制第一开关12，以使其不接通，并且重新判断发电机20所产生的电能是否足以平稳地启动引擎启动装置30，即稳压整流单元11的直流输出端的电压值是否超过第二临界值。在该较佳实施例中，摩托车的中央处理单元是引擎控制单元(EngineControl Unit；ECU)。

请参阅图2，本发明的无电瓶启动的稳压器10的第二较佳实施例进一步包括第二二极管D2、第二电容器C2、第三电容器C3、第二开关14、直流电源输出端O/P2、第三开关15、交流电源输出端O/P3和第四开关16。

第二二极管具有阳极和阴极，阳极连接到接地端，而阴极连接到第一二极管D1的阴极。第二电容器C2连接在稳压整流单元11的直流输出端与接地端之间。

当发电机20所产生的电能的电压低于第二临界值，或引擎未成功启动时，处理单元13控制第一开关12，以使其不接通，而此时使用者必须继续用脚踏发电机20以产生电能。但是通过第二电容器C2的设置，发电机20所产生的电能在经过稳压整流单元11进行整流与稳压之后，就可以被存储在第二电容器C2中，当使用者再次脚踏发电机20来产生电能时，释放第二电容器C2的电能，该释放的电能加上发电机20所产生的电能能够提供具有较高电压值的电能，然后处理单元13判断第二电容器C2的电能加上发电机20所产生的电能是否超过第二临界值。

处理单元13还具有第二控制引脚(CTRL2)，第二控制引脚连接到第二开关14的控制端，以控制第二开关14的接通。第三电容器C3的一端通过第二开关14连接到稳压整流单元11的直流输出端，并且第三电容器C3的另一端连接到接地端。

当稳压整流单元11的直流输出端的电压低于第二临界值，或引擎未成功启动时，处理单元13控制第一开关12，以使其不接通，而此时使用者必须继续用脚踏发电机20来产生电能。然而，通过进一步设置第三电容器C3和第二开关14，不仅能够通过第二电容器C2来存储电能，并且当处理单元13判断稳压整流单元11的直流输出端的电压低于第二临界值，或者引擎未成功启动时，处理单元13同时控制第一开关12和第二开关14，以使第一开关12不接通，并且使第二开关14接通，然后将第三电容器C3与第二电容器C2并联连接，以增大电容器的电容，从而存储更多的电能。并且当使用者再次用脚踏发电机20来产生电能时，就能够一起提供具有较高电压值的电能，处理单元13判断该具有较高电压值的电能是否超过第二临界值。而当第三电容器C3与第二电容器C2并联连接后，所提供的电压值超过第二临界值时，使用者不需要再用脚踏发电机20也能使处理单元13控制第一开关12的接通来重新启动引擎，由此提高启动效率。

第三开关15连接在直流电源输出端O/P2与启动输出端O/P1之间。而第四开关16连接在电源输入端I/P与交流电源输出端O/P3之间。直流电源输出端O/P2进一步连接到例如置物箱内的LED灯或USB充电系统等的摩托车的直流负载40，以向这些直流负载40提供电能。交流电源输出端O/P3连接到例如大灯、喇叭等的摩托车的交流负载50，以向这些交流负载50提供电能。

处理单元13还具有第三控制引脚(CTRL3)和第四控制引脚(CTRL4)，第三控制引脚连接到第三开关15的控制端，以控制第三开关15的接通，而第四控制引脚连接到第四开关16的控制端，以控制第四开关16的接通。当处理单元13判断引擎成功启动后，发电机20可以通过引擎的运转来发电，因此，将第三开关与第四开关接通，并且将发电机20产生的电能分别传送到直流负载40和交流负载50，以提供电能。

请参阅图2，此外，本发明还提供了无电瓶启动的稳压器的控制方法，其中第二电容器连接在发电机的电源输出端与接地端之间，并且无电瓶启动的稳压器的控制方法包括以下步骤：

判断发电机产生的电压值是否超过第一临界值(S10)；

当电压值超过第一临界值时，唤醒处理单元(S11)；

判断电压值是否超过第二临界值(S12)；

当电压值超过第二临界值时，处理单元控制第一开关以使其接通，并且将发电机所产生的电能通过第一开关传送到引擎启动装置(S13)；

判断是否成功启动引擎(S14)；

当引擎启动成功时，接通第三开关和第四开关，将发电机所产生的电能通过第三开关提供给直流负载并且通过第四开关提供给交流负载(S15)；

当引擎启动失败时，处理单元控制第一开关以使其断开，并且控制第二开关以使其接通，将第三电容器连接在发电机的电源输出端与接地端之间，用于存储发电机所产生的电能，并且将第二电容器与第三电容器并联连接，以增大电容器的电容，从而提高存储电能的容量(S16)，并且重新判断电压值是否超过第二临界值(S12)。

在上述判断电压值是否超过第一临界值(S10)的步骤中，若电压值未超过第一临界值，则不断重复判断电压值是否超过第一临界值，直到电压值超过第一临界值为止。而在上述判断电压值是否超过第二临界值(S12)的步骤中，若电压值未超过第二临界值，则不断重复判断电压值是否超过第二临界值，直到电压值超过第二临界值为止。

本发明所提供的无电瓶启动的稳压器的控制方法通过判断发电机所产生的电能的电压值是否足以使引擎启动装置平稳地启动引擎，当发电机所产生的电能足以平稳地启动引擎时，将发电机产生的电能提供到引擎启动装置以启动引擎。并且本发明进一步判断在引擎启动装置获取电能后是否成功地启动引擎，如果并未成功启动，则接通第二开关以并联电容器来增大电容器的电容，当使用者再次用脚踏发电机来产生电能时，就能够一起提供具有较高电压值的电能，用于使处理单元进行判断，由此提高引擎启动成功的效率。

根据本发明的无电瓶启动的稳压器的控制方法可以通过使用者用脚踏发电机来进行发电，并且平稳地启动引擎，而不需要电瓶来提供额外的辅助电能。当成功启动引擎后，发电机可以通过引擎来发电，并且由发电机产生足够的电能来提供给直流负载和交流负载，以取代电瓶的部分功能，从而减少电瓶的电能消耗量。因此，摩托车可以通过本发明的无电瓶启动的稳压器10的设置来有效地使电瓶小型化，从而降低制作成本。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，而不是要对本发明做出任何形式上的限制，虽然本发明已经公开了上述较佳实施例，但是该较佳实施例并不是要用于限制本发明，并且在不脱离本发明的技术方案的范围内，本领域内的任何普通技术人员都可以对上述公开的技术内容做出许多修改或变化，以将其改变为等同的实施例。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，根据本发明的技术实质对以上实施例所做出的任何简单的修改、等效变化与修饰均落在本发明的技术方案的范围内。

符号说明

10 无电瓶启动的稳压器

11 稳压整流单元

12 第一开关

13 处理单元

14 第二开关

15 第三开关

16 第四开关

20 发电机

30 引擎启动装置

40 直流负载

50 交流负载

60 单相发电稳压器

61 发电机

62 燃料喷射系统

63 电瓶

64 大灯

65 尾灯

Claims (2)

1.一种无电瓶启动的稳压器，其连接在发电机与引擎启动装置之间，所述无电瓶启动的稳压器包括：

电源输入端，其连接到所述发电机；

启动输出端，其连接到所述引擎启动装置；

稳压整流单元，其具有交流输入端和直流输出端，所述交流输入端连接到所述电源输入端；

第一二极管，其具有阳极和阴极，所述阳极连接到所述稳压整流单元的所述直流输出端；

第一电容器，其连接在所述第一二极管的所述阴极与接地端之间；

第一开关，其连接在所述稳压整流单元的所述直流输出端与所述启动输出端之间；

处理单元，其具有判断引脚、电源引脚和第一控制引脚，所述判断引脚连接到所述稳压整流单元的所述直流输出端，所述电源引脚连接到所述第一二极管的所述阴极，所述第一控制引脚连接到所述第一开关的控制端，以控制所述第一开关的接通；

第二二极管，其具有阳极和阴极，所述阳极连接到所述接地端，所述阴极连接到所述第一二极管的所述阴极；

第二电容器，其连接在所述稳压整流单元的所述直流输出端与所述接地端之间；

第二开关；

第三电容器，其一端通过所述第二开关连接到所述稳压整流单元的所述直流输出端，而另一端连接到所述接地端；

直流电源输出端；

第三开关，其连接在所述直流电源输出端与所述启动输出端之间；

交流电源输出端；

第四开关，其连接在所述交流电源输出端与所述电源输入端之间，

其中，所述处理单元还具有第二控制引脚，所述第二控制引脚连接到所述第二开关的控制端，以控制所述第二开关的接通；当所述稳压整流单元的所述直流输出端的电压低于第二临界值时，所述处理单元控制所述第二开关，以接通所述第二开关，

其中，所述处理单元还具有第三控制引脚，所述第三控制引脚连接到所述第三开关的控制端，以控制所述第三开关的接通；当成功启动所述引擎时，所述处理单元控制所述第三开关，以接通所述第三开关，

其中，所述处理单元还具有第四控制引脚，所述第四控制引脚连接到所述第四开关的控制端，以控制所述第四开关的接通；当成功启动所述引擎时，所述处理单元控制所述第四开关，以接通所述第四开关，并且

其中，当所述第一电容器两端的电压超过第一临界值时，唤醒所述处理单元；所述处理单元利用所述判断引脚来读取所述稳压整流单元的所述直流输出端的电压值，当所述稳压整流单元的所述直流输出端的电压值大于第二临界值时，通过所述第一控制引脚来控制所述第一开关，以接通所述第一开关；所述第二临界值大于所述第一临界值，

其中，所述处理单元连接到中央处理单元，所述中央处理单元用于判断是否成功启动引擎，并且将判断结果输出到所述处理单元，其中：

所述处理单元进一步接收所述判断结果，并且根据所述判断结果来判断是否成功启动所述引擎；当未成功启动所述引擎时，所述处理单元控制所述第一开关，以不接通所述第一开关，并且重新判断所述稳压整流单元的所述直流输出端的电压值是否超过所述第二临界值。

2.一种无电瓶启动的稳压器的控制方法，所述方法包括以下步骤：

判断发电机所产生的电压值是否超过第一临界值；

当所述电压值超过所述第一临界值时，唤醒处理单元；

判断所述电压值是否超过第二临界值；

当所述电压值超过所述第二临界值时，所述处理单元控制第一开关，以接通所述第一开关，将所述发电机所产生的电能通过所述第一开关传送到引擎启动装置，

其中，第二电容器连接在所述发电机的电源输出端与接地端之间，并且所述方法还包括以下步骤：

判断是否成功启动引擎；

当未成功启动所述引擎时，所述处理单元控制所述第一开关，以断开所述第一开关，并且控制第二开关，以接通所述第二开关，将第三电容器连接在所述发电机的电源输出端与所述接地端之间，存储所述发电机所产生的电能，并且将所述第二电容器与所述第三电容器并联连接，以增大电容器的电容，从而提高存储电能的容量；

重新判断所述电压值是否超过所述第二临界值；

当成功启动所述引擎时，接通第三开关，将所述发电机所产生的电能通过所述第三开关提供给直流负载；并且

当成功启动所述引擎时，接通第四开关，将所述发电机所产生的电能通过所述第四开关提供给交流负载。