CN109595111B - 一种摩托车的智能启停系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

摩托车的智能启停系统，包括启停控制单元、蓄电池、发动机、ECU和信号采集器，所述发动机包括壳体、二合一磁电机、热机和曲轴连杆机构，所述二合一磁电机和曲轴连杆机构设在壳体内，所述二合一磁电机包括启停磁电机定子、启停磁电机转子和霍尔组件，启停磁电机转子与热机通过曲轴连杆机构连接，启停控制单元分别与蓄电池、ECU和启停磁电机定子连接，ECU和信号采集器连接，所述智能启停系统还包括点火开关、启停使能开关、熄火开关、启动开关、节气门开关和启停指示灯。本系统的二合一磁电机采用集磁电机与起动电机为一体的结构，通过启停控制单元实现智能启停功能，具有节能、环保、智能化操作。

Description

一种摩托车的智能启停系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种摩托车的智能启停系统及其控制方法。

背景技术

目前，摩托车的发动机的左侧通常设置有磁电机，磁电机是通过发动机的机械动力将机械能转化成电能，用于给摩托车照明和给蓄电池充电等的设备，这样的摩托车磁电机包括转子磁缸、定子线圈，转子磁缸位于定子线圈外部，定子线圈通常采用全直流点火方式（也有交流点火方式），这种全直流点火方式的各个绕线柱分别根据需求串联起一定匝数的漆包铜线，这种定子线圈置于磁场内，在转子磁钢通过外动力（通常是由摩托车发动机的曲轴或主轴）带动下进行旋转，漆包铜线切割磁力线能产生电流然后通过整流器给蓄电池充电，但这样的摩托车磁电机只是一个发电机功能不具备电动机（启动发动机）的功能，不能将蓄电池的电能转化成启动发动机的机械能，而目前多数摩托车发动机的启动方式采用电启动方式，即摩托车发动机上还专门设置有启动电机，通过蓄电池将电能转化成机械能来启动摩托车发动机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具备启停一体化功能的摩托车的智能启停系统。

为了解决上述技术问题，本发明包括启停控制单元、蓄电池、发动机、ECU和信号采集器，所述发动机包括壳体、二合一磁电机、热机和曲轴连杆机构，所述二合一磁电机和曲轴连杆机构设在壳体内，所述二合一磁电机包括启停磁电机定子、启停磁电机转子和霍尔组件，启停磁电机转子与热机通过曲轴连杆机构连接，启停控制单元分别与蓄电池、ECU和启停磁电机定子连接，ECU和信号采集器连接，所述智能启停系统还包括点火开关、启停使能开关、熄火开关、启动开关、节气门开关和启停指示灯。

作为本发明的进一步改进，所述信号采集器包括发动机的缸温信号采集器、发动机的熄火信号采集器和发动机的节气门开度信号采集器。

作为本发明的进一步改进，所述启停控制单元与ECU之间通过CAN进行数据传输。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔组件包括霍尔架，在霍尔架上设有PCB印制电路板，在PCB印制电路板上设有若干个检测单元，所述检测单元包括一个霍尔传感器。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔组件包括霍尔架，在霍尔架上设有PCB印制电路板，在PCB印制电路板上设有判定单元和若干个检测单元，所述检测单元包括两个并联的霍尔传感器，霍尔传感器与判定单元连接。

本发明具有启停功能，即停机模式和启动模式组成。本系统的发动机采用集磁电机与起动电机为一体的二合一磁电机，从而可以取消电起动机构（起动电机组件、起动减速齿轮、起动减速齿轮轴、超越离合器组件等相关零部件），以及取消脚起动机构（起动杆回位制止板、起动踏杆、脚起动轴组件、起动惰齿轮轴组件等相关零部件）,整个发动机的结构更加简化轻便。

本发明还包括一种摩托车的智能启停系统的控制方法，包括以下步骤：

A、启用启停功能的控制方法：打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，然后启动发动机，其中启用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，发动机的温度＞t1且本次历史最高车速＞v1，此时整车开启了启停功能，启停指示灯长亮；

B、关闭启停功能的控制方法：

b1、打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，其中停用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，当发动机的温度＞t1且本次历史最高车速≤v2，此时整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

b2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯熄灭，启动发动机，在整车行驶过程中，则无需判断发动机温度、车速及熄火开关的信号，整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

C、启停功能的开启与关闭之间的切换控制方法：

c1、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＜v3时直接导通启停使能开关，指示灯亮起并闪烁，此时整车开启启停功能，同时整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火；

c2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＞v3时直接导通启停使能开关，启停指示灯长亮，此时整车开启启停功能；

c3、整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火后，断开停使能开关后再次导通启停使能开关，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c4、整车具备启停功能后，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯长亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c5、当启停使能开关导通下，但整车不具备启停功能时，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯不亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1时，此时整车开启启停功能；

D、在发动机不同工况转速下，启停磁电机的控制方法：发动机起动后，发动机转速≥n1时，二合一磁电机发电并为蓄电池充电；当发动机在熄火过程中，此发动机惯性转速≤n2时，二合一磁电机停机定位，为下一次启动发动机做准备；

其中，v1＞4km/h，v2＞4km/h，v3＜3km/h，t1：40℃-75℃，n1＞1000rpm，n2＜1000rpm。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构框架连接图。

图3为本发明的启停控制单元的外部电路接线图。

图4为本发明的二合一磁电机的结构图。

图5为本发明的霍尔组件的结构图。

图6为本发明的霍尔组件采用单霍尔结构的示意图。

图7为本发明的霍尔组件采用单霍尔结构的各部件的连接图。

图8为本发明的霍尔组件采用双霍尔结构的示意图。

图9为本发明的霍尔组件采用双霍尔结构的第一检测单元中两个霍尔传感器的连接示意图。

图10为本发明的霍尔组件采用双霍尔结构的各部件的连接图。

图11为本发明的霍尔组件采用双霍尔结构的PCB印制电路板上各部件的连接图。

具体实施方式

图1至图7为本发明的实施例：

包括启停控制单元1、蓄电池2、发动机3、ECU和信号采集器，所述发动机3包括壳体4、二合一磁电机5、热机6和曲轴连杆机构，所述二合一磁电机和曲轴连杆机构设在壳体内，所述二合一磁电机5包括启停磁电机定子7、启停磁电机转子8和霍尔组件9，所述霍尔组件9包括霍尔架10，在霍尔架10上设有PCB印制电路板11，在PCB印制电路板11上设有第一检测单元12、第二检测单元13和第三检测单元14，其中第一检测单元12包括霍尔传感器U1，第二检测单元13包括霍尔传感器V1，第三检测单元14包括霍尔传感器W1，所述启停磁电机定子7与启停磁电机转子8相配合，霍尔组件9与启停磁电机定子7连接，启停磁电机转子8与热机6通过曲轴连杆机构连接，启停控制单元1分别与蓄电池2、ECU和启停磁电机定子7连接，ECU和信号采集器连接，所述智能启停系统还包括点火开关、启停使能开关、熄火开关、启动开关、节气门开关、继电器、启动继电器、制动开关、制动灯、前大灯控制单元和启停指示灯，所述信号采集器包括发动机的缸温信号采集器、发动机的熄火信号采集器和发动机的节气门开度信号采集器，所述启停控制单元1与ECU之间通过CAN进行数据传输。

图8至图9为本发明中霍尔组件采用双霍尔结构：

在PCB印制电路板上设有判定单元15、第一检测单元12、第二检测单元13和第三检测单元14，其中第一检测单元包括相互并联的霍尔传感器U1和霍尔传感器U2，第二检测单元包括相互并联的霍尔传感器V1和霍尔传感器V2，第三检测单元包括相互并联的霍尔传感器W1和霍尔传感器W2，霍尔传感器U1、霍尔传感器U2、霍尔传感器V1、霍尔传感器V2、霍尔传感器W1和霍尔传感器W2分别与判定单元连接。

本系统的发动机采用集磁电机与起动电机为一体的二合一磁电机，从而可以取消电起动机构（起动电机组件、起动减速齿轮、起动减速齿轮轴、超越离合器组件等相关零部件），以及取消脚起动机构（起动杆回位制止板、起动踏杆、脚起动轴组件、起动惰齿轮轴组件等相关零部件）,整个发动机的结构更加简化轻便。启停控制单元控制蓄电池向二合一磁电机的启停磁电机定子的定子线圈进行通电，带动启停磁电机转子转动，通过曲轴连杆机构启动与二合一磁电机配合的热机，热机成功启动后，蓄电池停止向定子线圈供电，而二合一磁电机的启停磁电机转子在热机的带动下转动，使得定子线圈生电流，该电流一部分给摩托车提供照明，一部分给电量不足的蓄电池进行充电，当蓄电池充满后，断开充电回路。本申请的二合一磁电机中，为提升霍尔组件的安全系数，可以采用双霍尔结构，为防止霍尔元件在使用过程中出现故障，立即切换至备用霍尔，进一步保证了使用的安全性、可靠性。

本发明还包括一种摩托车的智能启停系统的控制方法，包括以下步骤：

A、启用启停功能的控制方法：打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，然后启动发动机，其中启用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，发动机的温度＞t1且本次历史最高车速＞v1，此时整车开启了启停功能，启停指示灯长亮；

B、关闭启停功能的控制方法：

b1、打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，其中停用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，当发动机的温度＞t1且本次历史最高车速≤v2，此时整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

b2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯熄灭，启动发动机，在整车行驶过程中，则无需判断发动机温度、车速及熄火开关等信号，整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

C、启停功能的开启与关闭之间的切换控制方法：

c1、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＜v3时直接导通启停使能开关，指示灯亮起并闪烁，此时整车开启启停功能，同时整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火；

c2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＞v3时直接导通启停使能开关，启停指示灯长亮，此时整车开启启停功能；

c3、整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火后，断开停使能开关后再次导通启停使能开关，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c4、整车具备启停功能后，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯长亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c5、当启停使能开关导通下，但整车不具备启停功能时，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯不亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1时，此时整车开启启停功能；

D、在发动机不同工况转速下，启停磁电机的控制方法：发动机起动后，发动机转速≥n1时，二合一磁电机发电并为蓄电池充电；当发动机在熄火过程中，此发动机惯性转速≤n2时，二合一磁电机停机定位，为下一次启动发动机做准备。

其中，v1＞4km/h，v2＞4km/h，v3＜3km/h，t1：40℃-75℃，n1＞1000rpm，n2＜1000rpm。

在该智能启停系统中控制方法中触发条件正值表格如下图：

对上述控制方法的补充说明：

本发明具有启停功能，即停机模式和启动模式组成。

停机模式：在当前车速＜v3且节气门关闭，延时数秒后，发动机熄火进入启停功能的停机模式，同时启停指示灯闪烁。

启动模式：发动机的熄火是通过启停功能的停机模式熄火的，在不关闭点火开关锁、不断开启停使能开关以及不接通熄火开关（侧支架抬起状态）的前提下，当需要启动时，只需直接拉开节气门即可实现由启停功能的启动模式起动发动机，起动后启停指示灯重新判断是否满足条件长亮。

本次历史最高车速是指在不关闭点火开关锁条件下的历史最高车速。

运行中的发动机在熄火开关接通（放下侧支架）时，不管是否具备启停功能，其将会立即熄火，若想再次起动发动机，只能在熄火开关断开（抬起侧支架）状态下通过起动开关起动。

Claims (1)

1.一种摩托车的智能启停系统的控制方法，其特征在于，摩托车的智能启停系统包括启停控制单元、蓄电池、发动机、ECU和信号采集器，所述发动机包括壳体、二合一磁电机、热机和曲轴连杆机构，所述二合一磁电机和曲轴连杆机构设在壳体内，所述二合一磁电机包括启停磁电机定子、启停磁电机转子和霍尔组件，启停磁电机转子与热机通过曲轴连杆机构连接，启停控制单元分别与蓄电池、ECU和启停磁电机定子连接，ECU和信号采集器连接，所述智能启停系统还包括点火开关、启停使能开关、熄火开关、启动开关、节气门开关和启停指示灯；

所述控制方法包括以下步骤：

A、启用启停功能的控制方法：打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，然后启动发动机，其中启用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，发动机的温度＞t1且本次历史最高车速＞v1，此时整车开启了启停功能，启停指示灯长亮；

B、关闭启停功能的控制方法：

b1、打开点火开关，导通启停使能开关，启停指示灯亮起后熄灭，其中停用启停功能的条件为：在整车行驶过程中，当发动机的温度＞t1且本次历史最高车速≤v2，此时整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

b2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯熄灭，启动发动机，在整车行驶过程中，则无需判断发动机温度、车速及熄火开关的信号，整车不启用启停功能，启停指示灯不亮；

C、启停功能的开启与关闭之间的切换控制方法：

c1、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＜v3时直接导通启停使能开关，指示灯亮起并闪烁，此时整车开启启停功能，同时整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火；

c2、打开点火开关，断开启停使能开关，启停指示灯不亮，起动发动机，整车在行驶过程中，发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1后，在当前车速＞v3时直接导通启停使能开关，启停指示灯长亮，此时整车开启启停功能；

c3、整车通过启停功能的停机模式使发动机熄火后，断开停使能开关后再次导通启停使能开关，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c4、整车具备启停功能后，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯长亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1，此时整车开启启停功能；

c5、当启停使能开关导通下，但整车不具备启停功能时，此时先打开熄火开关，然后再关闭熄火开关，启停指示灯不亮，通过启动开关起动发动机，待发动机温度＞t1且本次历史最高车速＞v1时，此时整车开启启停功能；

D、在发动机不同工况转速下，启停磁电机的控制方法：发动机起动后，发动机转速≥n1时，二合一磁电机发电并为蓄电池充电；当发动机在熄火过程中，此发动机惯性转速≤n2时，二合一磁电机停机定位，为下一次启动发动机做准备；

其中，v1＞4km/h，v2＞4km/h，v3＜3km/h，t1：40℃-75℃，n1＞1000rpm，n2＜1000rpm。

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