CN204458061U - 一体式启动发电机的感测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种一体式启动发电机的感测装置，包括有一马达角度感知器及一曲轴角度感知器。马达角度感知器包括三个固设于定子上的霍尔感知组件及一控制电路，用以切换一体式启动发电机进入马达或发电机模式；而曲轴角度感知器包括一脉冲讯号感知组件及设置于该转子外表面的复数凸块，同时搭配一气压感知组件，用以判别引擎的汽缸行程区间，并计算出引擎的喷油与点火的时机。其中，运用霍尔组件及脉冲讯号两种不同的侦测方式，可避免在侦测曲轴角度时，受到三相电流或大直流电的干扰，且在引擎运转时具有较佳的抗干扰耐受性。

Description

一体式启动发电机的感测装置

技术领域

本实用新型关于一种一体式启动发电机的感测装置，尤指一种适用于包含使用一体式启动发电机车辆或相关载具的感测装置。

背景技术

现有技术中，如中国台湾专利公告号483981的启动器兼发电机，使用一种一体式启动发电机(Integrated Starter and Generator,ISG)，在定子上装设有四个霍尔感知器，其中三个霍尔感知器侦测转子磁铁极性的变化，藉以侦测马达驱动或发电时的三相位(U,V,W)的变化；而第四个霍尔感知器在上述的U相位，侦测位置较靠近转子外侧磁铁极性的变化，其中，第四个霍尔感知器在侦测的位置上所具有特定的一齿，会将原本的S极用N极磁铁取代，藉以搭配马达驱动的三个霍尔感知器在特定相位时侦测到第四个霍尔感知器为N极，可用于侦测引擎的曲轴角度，进而推算出特定的喷油点火角度。

上述特征虽然能同时利用四个霍尔感知器侦测曲轴角度与马达角度，并且妥善利用定子上的空间，简化设计使得制造变得更加容易，但是，若将第四个霍尔感知器也摆放于定子上，会受到相邻一体式启动发电机的三相电流或较大直流电的干扰，无法精准的判读曲轴角度，更无法掌握引擎喷油及点火时点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的系在提供一种一体式启动发电机的感测装置，将原单一结构的霍尔感知组件，分为霍尔组件及脉冲讯号两种侦测方式，以避免在侦测曲轴角度时，受到三相电流或大直流电的干扰的问题。同时本实用新型所采用的曲轴角度感知组件可承受的操作电压较高，在引擎运转时具有较佳的抗干扰耐受性。

为达成上述目的，本实用新型的一体式启动发电机(Integrated Starter andGenerator,ISG)，系统启动时先处于马达模式，此时经由电瓶供给能量及三相换流器的控制后，引擎得以加速。另当引擎到达一定转速后，电路即自动切换至发电机模式，对电瓶进行充电作业。该一体式启动发电机主要包括有一转子及一定子，连接一引擎的一曲轴，而为了掌握引擎启动与发电的时程并计算出喷油与点火的时间，必须在上述一体式启动发电机中设置一感测装置，其装设于一引擎箱体上，包括有一马达角度感知器及一曲轴角度感知器。其中，马达角度感知器包括三个固设于定子上的霍尔感知组件及一控制电路，该控制电路由一第一控制单元所驱动，用以切换一体式启动发电机进入马达或发电机模式。因此，可改变控制电路的导通方式，在马达模式下顺向偏压的导通方式，输出三相交流电用以驱动曲轴使引擎启动；或者，在发电机模式下对于一体式启动发电机发出的交流电进行全波整流，形成可对电瓶充电的直流电源。曲轴角度感知器包括一脉冲讯号感知组件及设置于转子外表面的复数凸块，脉冲讯号感知组件接收脉冲讯号后回传至一第二控制单元，搭配一气压感知组件，用以判别引擎的汽缸行程区间，并计算出引擎的喷油与点火的时机。因此，可有效掌握引擎活塞行程是在进气区间或压缩区间，进而得知曲轴每一转中的绝对位置。

此外，上述第一控制单元及第二控制单元可整合为单一控制器。因此，构造出整合型的系统架构，有效统整并判读上述马达角度感知器及曲轴角度感知器的讯号。

再者，上述三霍尔感知组件及脉冲讯号感知组件可整合为单一结构体，其设置方式并不设限，仅需使霍尔感知组件得以侦测曲轴角度、脉冲讯号感知组件得以侦测转子上的凸块位置即可。因此，三霍尔感知组件及脉冲讯号感知组件可先行整合封装成单一结构体后，再组合至一体式启动发电机上，俾能减少锁附次数，节省装配时间与增加拆装的便利性。

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本实用新型的申请专利范围。而有关本实用新型的其它目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1系本实用新型第一实施例的一体式启动发电机的感测装置的侧视图。

图2系本实用新型第一实施例的一体式启动发电机的感测装置于引擎箱体的配置图。

图3系本实用新型三相驱动及发电系统示意图。

图4系本实用新型第二实施例的一体式启动发电机的感测装置的侧视图。

【符号说明】

1     一体式启动发电机  10      曲轴

101   引擎箱体          11      转子

12    定子              2       感测装置

21    马达角度感知器    211     霍尔感知组件

212   第一控制单元      213     控制电路

22    曲轴角度感知器    221     脉冲讯号感知组件

222   凸块              Q1～Q6  开关组件(MOSFET)

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本实用新型，现结合附图描绘本实用新型的实施例。

请参阅图1至图2，系本实用新型第一实施例的一体式启动发电机的感测装置的侧视图及感测装置于引擎箱体的配置图。图中出示一种改良式的感测装置2，可应用于一体式启动发电机的车辆或相关载具上，不仅限于汽车或机车上使用。本实用新型所谓的一体式启动发电机1为一种一体式的启动马达兼发电机ISG，当低速或起步时，电瓶放电作为马达动力源；而当车辆引擎达到一定转速以上后，引擎运转的动能将带动一体式启动发电机发电。

如图所示，一体式启动发电机1主要包括有一转子11及一定子12，连接引擎的一曲轴10，其中，为了能准确掌握一体式启动发电机1及引擎的运行状态，本实用新型设置有一感测装置2，其装设于一引擎箱体101上，包括有一马达角度感知器21及一曲轴角度感知器22。

请同时参阅图2及图3，系本实用新型三相驱动及发电系统示意图。在本实施例中，马达角度感知器21可针对转子11磁铁极性的变化作侦测，经由三相位的变化量判别马达驱动及发电的转换时点，其主要包括三个固设于定子12上的霍尔感知组件211及一控制电路213，如图3所示，一第一控制单元212可通过三霍尔感知组件211所侦测到一体式启动发电机1内转子磁石的变化信息来进行判读，当判读结果使得控制电路213中6颗开关组件(MOSFET)Q1～Q6以顺向偏压的导通方式时，可由电瓶输出三相交流电驱动曲轴10使引擎启动。引擎持续运转高过某一特定转速时，便转为发电模式。此时第一控制单元212同样通过三霍尔感知组件211所侦测到一体式启动发电机1内转子磁石的变化信息，将控制电路213中6颗开关组件(MOSFET)Q1～Q6，对一体式启动发电机1所发出的交流电进行全波整流，使其转变成直流电而对电瓶充电。其中，若引擎曲轴10转速较高时，一体式启动发电机1输出电压偏高，可以通过相角提前的方式来降低电压。

除了上述马达角度感知器21之外，本实用新型另外在引擎箱体101上固设有曲轴角度感知器22。请再次参阅图1及图2，包括有一脉冲讯号感知组件221及对应设置于转子11外表面的复数凸块222，每一凸块222等距设置于外表面，通过上述脉冲讯号感知组件221发送一脉冲波侦测每一凸块222的位置并回传脉冲讯号后，可得知曲轴10于每一转中的绝对位置。然而，由于在四行程引擎中两转为一个循环，故需再另外搭配一气压感知组件(图未示)，例如：负压传感器，可得知当下的行程是在进气或压缩区间，并同时将上述脉冲讯号感知组件221及气压感知组件回传的讯号输入至第二控制单元(图未示)，即可计算出喷油与点火的时机。

其中，本实用新型所使用的第一控制单元212及第二控制单元可整合为单一控制器。因此，建构出整合型的系统架构，有效统整并判读上述马达角度感知器及曲轴角度感知器的讯号，简化系统配置。

接着，请参阅图4，系本实用新型第二实施例的一体式启动发电机的感测装置的侧视图。在本实施例中，先将三霍尔感知组件211固定于定子12上后，将结构体延伸，使脉冲讯号感知组件221与霍尔感知组件211整合封装成单一结构体，组合至一体式启动发电机1上。因此，利用简化的组合结构，俾能减少锁附次数，节省装配时间与增加拆装的便利性。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变形和变化，本实用新型的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种一体式启动发电机的感测装置，其特征在于，该一体式启动发电机包括有一转子及一定子，连接一引擎的一曲轴，而该感测装置装设于一引擎箱体上，包括有：

一马达角度感知器，其包括三个固设于该定子上的霍尔感知组件及一控制电路，该控制电路由一第一控制单元所驱动，用以切换该一体式启动发电机进入马达或发电机模式；以及

一曲轴角度感知器，其包括一脉冲讯号感知组件及设置于该转子外表面的复数凸块，该脉冲讯号感知组件接收脉冲讯号后回传至一第二控制单元，并搭配一气压感知组件，用以判别该引擎的汽缸行程区间，并计算出该引擎的喷油与点火的时机。

2.如权利要求1所述的一体式启动发电机的感测装置，其特征在于，该第一控制单元及该第二控制单元整合为单一控制器。

3.如权利要求1或2所述的一体式启动发电机的感测装置，其特征在于，该三霍尔感知组件及该脉冲讯号感知组件整合为单一结构体。