本發(fā)明涉及增程器控制領(lǐng)域，具體是一種用于增程器上自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的方法。

背景技術(shù)：

增程器發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能通過電能的方式傳遞給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，沒有傳動(dòng)比關(guān)系，多余的能量會(huì)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即為汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，通過控制電機(jī)的方式將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電機(jī)的控制信號(hào)來源于傳感器，能量來源于增程器發(fā)動(dòng)機(jī)。

如圖1所示，現(xiàn)有的技術(shù)控制方式如下：駕駛者需要通過機(jī)械傳動(dòng)的方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門，給蓄電池以及電機(jī)供電，同時(shí)駕駛者也需要通過控制傳感器信號(hào)去控制車輛的轉(zhuǎn)速。如果發(fā)動(dòng)機(jī)油門不穩(wěn)定，而傳感器信號(hào)波動(dòng)很小，會(huì)造成車輛轉(zhuǎn)速變化大，反之亦然，所以在這個(gè)控制系統(tǒng)中，駕駛者需要通過同時(shí)控制兩個(gè)變量均波動(dòng)小才能達(dá)到控制車輛穩(wěn)速的目的。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)主要有

因?yàn)樵龀唐靼l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的實(shí)際上是電能，而人為對(duì)電壓的感知較弱，偏差較大，對(duì)蓄電池和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的長時(shí)間工作不利。人工需要同時(shí)控制兩個(gè)并行的模塊，對(duì)于駕駛這項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)高的行為來說，是有風(fēng)險(xiǎn)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于增程器上自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的方法，將蓄電池電壓以及發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓通過采樣電路獲取傳送給CPU，電壓信號(hào)在CPU中進(jìn)行處理，再通過控制步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)增程器的發(fā)動(dòng)機(jī)加油門或減油門。

進(jìn)一步的，所述步進(jìn)電機(jī)采用四相八拍控制方式，根據(jù)采樣電壓值與設(shè)定電壓的差值，調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的位置。

進(jìn)一步的，若所述采樣電壓值小于低電壓門限，一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針移動(dòng)一拍，大幅增大油門；

若所述采樣電壓值大于低壓門限、小于設(shè)定電壓，設(shè)定電壓減去當(dāng)前電壓經(jīng)過計(jì)算得到系數(shù)值N，N個(gè)計(jì)算周期步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針移動(dòng)一拍，小幅增加油門；

若所述采樣電壓值大于設(shè)定電壓、小于高電壓門限，當(dāng)前電壓減去設(shè)定電壓經(jīng)過計(jì)算得到一個(gè)系數(shù)值M，M個(gè)計(jì)算周期步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針移動(dòng)一拍，小幅減小油門；

若所述采樣電壓值大于高電壓門限，一個(gè)計(jì)算周期步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針移動(dòng)一拍，大幅減小油門。

進(jìn)一步的，該方法初始開始時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出電壓測(cè)試信號(hào)，通過AD采樣模塊讀取電壓信息，然后對(duì)電壓信息進(jìn)行判斷，從控制器的FLASH中讀取出相應(yīng)的電壓計(jì)算參數(shù)，包括通過高壓門限，低壓門限來快速計(jì)算電壓范圍，通過啟動(dòng)電流上限，充電電流上限來快速計(jì)算速度門限，轉(zhuǎn)速保護(hù)上限，以及計(jì)算步進(jìn)電機(jī)調(diào)整計(jì)算系數(shù)。

進(jìn)一步的，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電壓進(jìn)行濾波：通過AD采樣口檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓，采樣頻率為電機(jī)換相頻率，通過對(duì)前300個(gè)信號(hào)的計(jì)算，判斷電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，確定采樣電壓的濾波參數(shù)，以滑動(dòng)濾波的方式對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。

進(jìn)一步的，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)：檢測(cè)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速且當(dāng)前電壓低于設(shè)定時(shí)，控制系統(tǒng)進(jìn)入限速模式，將轉(zhuǎn)速維持在最高轉(zhuǎn)速，檢測(cè)到電壓值大于設(shè)定電壓時(shí)跳出限速模式。

進(jìn)一步的，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電電流保護(hù)：當(dāng)充電電流大于最大充電電流時(shí)，控制進(jìn)入限流模式，將充電電流維持在最大充電電流，檢測(cè)到電壓值大于設(shè)定電壓時(shí)跳出限流模式。

本發(fā)明的用于增程器上自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的方法建立了自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)，替代人工控制增程器油門的方法，通過電壓檢測(cè)單元對(duì)工作環(huán)境電壓進(jìn)行監(jiān)控，通過數(shù)碼步進(jìn)電機(jī)替代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)控制油門方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)增程器發(fā)動(dòng)機(jī)上油門控制的自動(dòng)化，不僅減少了駕駛者的操控項(xiàng)，而且在穩(wěn)定電壓環(huán)節(jié)上更加精確，能夠在提供大功率給負(fù)載的同時(shí)，控制充電電流在安全范圍內(nèi)，極大程度減輕電瓶的損傷，增加電瓶壽命，避免了人工因素的影響，減少了人為的操作，延長了蓄電池和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的壽命，減少了駕駛者的風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的技術(shù)控制方式流程圖；

圖2是本發(fā)明的用于增程器上自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的方法的流程圖；

圖3是蓄電池電壓相關(guān)參數(shù)計(jì)算流程圖；

圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)電壓濾波方式流程圖；

圖5是轉(zhuǎn)速保護(hù)流程圖；

圖6是電流保護(hù)流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖2所示，本發(fā)明的用于增程器上自動(dòng)調(diào)節(jié)油門的方法，采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，將蓄電池電壓以及發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓通過采樣電路獲取傳送給CPU，電壓信號(hào)在CPU中進(jìn)行處理，再通過控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的加油門和減油門，駕駛者只需要控制增程器開關(guān)動(dòng)作。自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)包括蓄電池電壓選擇模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)電壓濾波模塊、步進(jìn)電機(jī)控制模塊和保護(hù)模塊。

以下詳細(xì)說明每個(gè)模塊的工作方式。

蓄電池電壓選擇模塊

因?yàn)殡姵丶夹g(shù)的關(guān)系，不同品牌和型號(hào)的電瓶性能不同，同時(shí)也存在滿電缺電等不同的工作狀態(tài)，為了控制系統(tǒng)更好達(dá)到穩(wěn)壓的目的，會(huì)在整個(gè)工作階段不斷得對(duì)電瓶狀態(tài)進(jìn)行判斷，通過蓄電池電壓選擇模塊選取相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)參與計(jì)算。

如圖3所示，實(shí)現(xiàn)方式如下：在自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)開始工作之后，控制系統(tǒng)發(fā)出電壓測(cè)試信號(hào)，通過AD采樣模塊讀取電壓信息，然后對(duì)電壓信息進(jìn)行判斷，從控制器的FLASH中讀取出相應(yīng)的電壓計(jì)算參數(shù)，包括通過高壓門限，低壓門限來快速計(jì)算電壓范圍，通過啟動(dòng)電流上限，充電電流上限來快速計(jì)算速度門限，轉(zhuǎn)速保護(hù)上限，以及計(jì)算步進(jìn)電機(jī)調(diào)整計(jì)算系數(shù)。

從控制器中讀出相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。包括以下幾個(gè)：

基準(zhǔn)電壓：作為控制基準(zhǔn)，將油門調(diào)整到增程器的發(fā)電量等于基準(zhǔn)電壓，由硬件電路采樣得到，基準(zhǔn)電壓＝電池組型號(hào)(48V/60V/72V)*采樣系數(shù)(硬件電路決定)+校準(zhǔn)值(硬件器件誤差)。

高壓門限，比高壓門限高，已經(jīng)超出發(fā)電量的偏差值，需要較快調(diào)整步進(jìn)電機(jī)，高壓門限＝保護(hù)電壓(例如63V)*采樣系數(shù)+校準(zhǔn)值；。

低壓門限，比低壓門限高，已經(jīng)超出發(fā)電量的偏差值，需要較快調(diào)整步進(jìn)電機(jī)。低壓門限＝保護(hù)電壓(例如56V)*采樣系數(shù)+校準(zhǔn)值。

快速計(jì)算電壓范圍：在這個(gè)電壓區(qū)間外，已經(jīng)會(huì)影響到車子工作狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)的調(diào)整會(huì)加快，響應(yīng)更及時(shí)，這個(gè)一般出現(xiàn)在三輪車突然剎車或者突然啟動(dòng)階段，快速計(jì)算電壓范圍＝快速計(jì)算門限＝基準(zhǔn)電壓±(高壓門限-低壓門限)*響應(yīng)系數(shù)(響應(yīng)系數(shù)由實(shí)驗(yàn)得到，大于1)。

啟動(dòng)電流上限：根據(jù)硬件特性決定，用于電機(jī)啟動(dòng)的電流保護(hù)作用，啟動(dòng)電流上限＝理論電流*采樣系數(shù)+校準(zhǔn)值。

充電電流上限：為了保護(hù)電瓶的壽命，ZCQ工作期間的充電電流不能過大，由電瓶性能決定，充電電流上限＝理論電流*采樣系數(shù)+校準(zhǔn)值。

快速計(jì)算速度門限：電機(jī)的發(fā)電量并不是線性的，在處理上根據(jù)轉(zhuǎn)速將其分為由兩部分線性處理。一部分計(jì)算快，斜率大，另外一部分計(jì)算慢，斜率小?？焖儆?jì)算門限＝基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(實(shí)驗(yàn)值)+偏差值(由電瓶以及電機(jī)功率選擇)。

轉(zhuǎn)速保護(hù)上限制：由發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)決定，超過這個(gè)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能變差，壽命下降。由發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)決定。為選擇值。

發(fā)動(dòng)機(jī)電壓濾波模塊

如圖4所示，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)四沖程的工作模式，導(dǎo)致在實(shí)際工作情況中，即使油門大小相同，發(fā)動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速并不是恒定的，線圈切割磁感線的速度也不同，產(chǎn)生的電壓也不為恒定值，因此需要對(duì)電壓進(jìn)行處理?？刂葡到y(tǒng)等待駕駛者發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)工作信號(hào)，當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生后，通過AD采樣口檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電壓，采樣頻率為電機(jī)換相頻率，通過對(duì)前300個(gè)信號(hào)的計(jì)算，判斷電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，確定采樣電壓的濾波參數(shù)，以滑動(dòng)濾波的方式對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。

步進(jìn)電機(jī)控制模塊

步進(jìn)電機(jī)采用四相八拍控制方式。根據(jù)采樣電壓值與設(shè)定電壓的差值，調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的位置。

系數(shù)值N、M為經(jīng)驗(yàn)值。

保護(hù)模塊

增程器的功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率不匹配，或者驅(qū)動(dòng)超載的情況，會(huì)使增程器和電池的使用壽命減小，為此，在控制系統(tǒng)中特別加入了保護(hù)模塊，內(nèi)容分別為轉(zhuǎn)速保護(hù)與電流保護(hù)；如圖5所示，轉(zhuǎn)速保護(hù)是為了限制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在效率較高的區(qū)域。檢測(cè)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速且當(dāng)前電壓低于設(shè)定時(shí)，控制系統(tǒng)進(jìn)入限速模式，將轉(zhuǎn)速維持在最高轉(zhuǎn)速，檢測(cè)到電壓值大于設(shè)定電壓時(shí)跳出限速模式。

如圖6所示，電流保護(hù)是為了限制充電電流，使蓄電池的充電電流小于最大充電電流，檢測(cè)充電電流，當(dāng)充電電流大于最大充電電流時(shí)，控制進(jìn)入限流模式，將充電電流維持在最大充電電流，檢測(cè)到電壓值大于設(shè)定電壓時(shí)跳出限流模式。