CN115503683B - 混合动力摩托车及其停机方法、装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合动力摩托车及其停机方法、装置，方法包括，根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；在判定机械位置后，通过记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数记录电机运行角度，直至电机停止；利用边沿变化次数，确认电机相对于压缩冲程阻力最大点的最终停止位置；对获取的霍尔位置传感器边沿变化次数进行处理，转换为相对于压缩冲程的相对机械角度，将电机控制器切换成位置控制环路，通过电机带动发动机运行停止在阻力最小点。本发明能控制电机停止位置在阻力最小点，避免电机带动发动机启动出现启动不顺畅、启动失败的现象。

Description

混合动力摩托车及其停机方法、装置
技术领域
本发明涉及混合动力摩托车领域，尤其涉及一种混合动力摩托车及其停机方法、装置。
背景技术
传统燃油摩托车拥有着续航能力高、出行方便等优势，有着很大的市场。但随着温室效应、能源匮乏等问题的日益突出，已逐渐向电动方向转型，但是由于电池技术限制,纯电动摩托车在续航里程方面难以达到传统车水平,短期内难以大面积推广和持续的发展。为此，人们提出混合动力摩托车的概念，即保留着燃油车的续航能力，又十分节能环保，有着十分光明的发展前途。
混合动力摩托车启动是靠电机带动发动机启动，混合动力摩托车的发动机一般为四冲程内燃机，一个做功周期内分为四个工作行程，分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。发动机在四个冲程所受阻力不同，其中在压缩冲程上止点阻力最大。当车辆停止，发动机停止在压缩冲程上止点附近，会造成下一次电机带动发动机启动因阻力过大而导致启动电流过大、启动不顺畅甚至启动失败的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合动力摩托车及其停机方法、装置，以改善上述问题。
本发明实施例提供了一种混合动力摩托车停机方法，其包括以下步骤：
S1：根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；
S2：当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；
S3：在成功判定到压缩冲程的机械位置后，记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数，直至电机停止，获得边沿变化次数；
S4：当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；
S5：切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在所述阻力最小点。
优选地，还包括：
若压缩冲程的机械位置判定失败，则在当电机速度下降至300rpm后，控制电机控制器输出恒定转矩，维持电机以300rpm低速运行，并重新判定压缩冲程的机械位置。
优选地，步骤S1具体包括：
根据整车的熄火信号来判定车辆是处于正常的低速行驶车况，还是处于停车前的降速车况。
优选地，当电机拖动发动机以恒转矩或者降速运行经过压缩冲程的机械位置时，转速波动会明显高于其他三个冲程。
优选地，所述电机为带霍尔位置传感器的6对极永磁同步电机，霍尔位置传感器传输的角度为电角度，6对极永磁同步电机运行电角度一周，霍尔位置传感器会有6次边沿变化，运行机械角度一周时，霍尔位置传感器会有36次边沿变化。
优选地，电机和发动机转速比为1:1。
优选地，步骤S4具体为：
设获取的边沿变化次数为X1，将X1除以36，商为X2，余数为X3；其中，X2表示电机运行的圈数，X3表示当前停止位置距离零点的相对机械角度；其中，在成功判定压缩冲程的机械位置时，定义此机械位置为机械角度的零点；
通过参数X2，X3，确定电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；其中，当X2为偶数，则电机停止在做功冲程或者排气冲程位置；当X2为奇数，则电机停止在吸气冲程或者压缩冲程位置。
优选地，步骤S5具体为：
当X2为偶数，运行36-X3的角度，当X2为奇数，运行-X3的角度，从而将电机的最终停止位置停至排气冲程上止点；其中，在压缩冲程上止点阻力最大，排气冲程上止点阻力最小。
本发明实施例还提供了一种混合动力摩托车停机装置，其包括：
车况判断单元，用于根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；
冲程判定单元，用于当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；
记录单元，用于在成功判定到压缩冲程的机械位置后，记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数，直至电机停止，获得边沿变化次数；
停止位置确认单元，用于当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；
带动单元，用于切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在所述阻力最小点。
本发明实施例还提供了一种混合动力摩托车，其包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上述的停机方法。
综上所述，本实施例可以在摩托车停止时，控制电机停止位置在阻力最小点，避免电机带动发动机启动出现启动不顺畅、甚至启动失败的现象，且该功能方法不需要添加额外设备，适用于所有混合动力摩托车。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的混合动力摩托车停机方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的发动机的四个工作行程图；
图3为本发明实施例提供的将电机停至最小阻力点的具体工作流程图；
图4为本发明第二实施例提供的混合动力摩托车停机装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种混合动力摩托车停机方法，其可由混合动力摩托车来执行，特别的，由所述混合动力摩托车内的一个或者多个处理器来执行，以实现如下步骤：
S1，根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况。
在本实施例中，由于是需要对混合动力摩托车进行停机处理，因此需要先预先判断混合动力摩托车是否执行了停机的操作。其中，可以知道的是，在停机前，混合动力摩托车会经历降速，但是降速也可能是正常的低速行驶，因此需要区别是停车前的降速还是正常的低速行驶的降速。
具体地，可以根据混合动力摩托车整车的熄火信号来判定车辆是处于正常的低速行驶车况，还是处于停车前的降速车况。
S2：当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置。
具体地，在本实施例中，发动机为四冲程内燃机，一个做功周期内分为四个工作行程，分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中，压缩冲程是四冲程发动机阻力最大的一个冲程，当电机拖动发动机（电机和发动机转速比为1:1）以恒转矩或者降速运行经过压缩冲程位置时，转速的波动会明显高于其他三个冲程，因此可以通过电机速度波动的幅度来判定压缩冲程的机械位置。
例如，可设置一个预设的幅度阈值，当电机速度波动的幅度大于该幅度阈值时，则判定当前处于压缩冲程的机械位置。
S3：在成功判定机械位置后，通过记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数来记录电机运行角度，直至电机停止。
在本实施例中，所述电机为带霍尔位置传感器的6对极永磁同步电机，霍尔位置传感器传输的角度是电角度，6对极永磁同步电机运行电角度一周，霍尔位置传感器会有6次边沿变化，运行机械角度一周时，霍尔位置传感器会有36次边沿变化。
在本实施例中，之所以通过记录霍尔位置传感器的上升沿、下降沿来记录电机停止前的运行角度，而不是通过霍尔位置传感器传输的电角度来记录运行角度，是因为霍尔位置传感器在低速部分角度拟合不太准确，因此通过记录霍尔位置传感器的边沿变化次数来记录角度可以获得更准确的结果。
在本实施例中，若机械位置判定失败，则在电机速度下降至300rpm时，电机控制器将输出恒定转矩，维持电机以300rpm低速运行，然后会在预设时间（如2s内）重新判断压缩冲程的机械位置，也就是在电机转10圈的这个过程内判定完成。
其中，在重新判定压缩冲程的机械位置时，电机带动发动机以300rpm运行，因为车辆装有CVT装置，且只有发动机速度大于2000RPM，才会带动车轮转动，因此在重新判定过程中，车辆处于停滞状态，当重新判定压缩冲程的机械位置后，电机控制器停止输出转矩，电机停止。
S4：当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置。
S5：切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在所述阻力最小点。
具体地，在本实施例中，在成功判定压缩冲程的机械位置时，定义此机械位置为机械角度的零点；然后开始记录电机降速直至电机停止这段过程中的边沿变化次数，记录完成后对记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置。
具体地，如图3所示，设获取的边沿变化次数为X1（即电机降速直至电机停止这段过程中的边沿变化次数为X1），将X1除以36（36是运行机械角度一周时，霍尔位置传感器的边沿变化次数），商为X2，余数为X3；则X2表示电机运行的圈数，X3表示当前停止位置距离零点的位置。
然后，通过参数X2，X3可以确定电机停止位置位于发动机的哪一个冲程的具***置。其中，当X2为偶数，即电机停止在做功冲程或者排气冲程位置，当X2为奇数，电机停止在吸气冲程或者压缩冲程位置，已知在压缩冲程上止点阻力最大，排气冲程上止点阻力最小，则若要设置每次停机位置在排气冲程上止点位置，当X2为偶数，则先切换至位置控制环路，经由位置控制环路再运行36-X3的角度。当X2为奇数，则再运行-X3的角度，这样在确定出阻力最大点后，再次运行时可以避开阻力最大点，将电机停至最小阻力点，即排气冲程上止点。
其中，上述所称的位置控制环路，也称位置环。运动伺服一般都是三环控制***，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。运动控制的位置环是最外环，一般都是通过对电流环和速度环的控制，从而控制位置环，通过位置环的控制，对控制目标（如电机）的位置进行控制，达到稳定运动到指定位置。
综上所述，本实施例可以在摩托车停止时，控制电机停止位置在阻力最小点，避免电机带动发动机启动时因阻力过大而出现启动不顺畅、甚至启动失败的现象，且本实施例不需要添加额外设备，适用于所有混合动力摩托车平台。
请参阅图4，本发明第二实施例还提供了一种混合动力摩托车停机装置，其包括：
车况判断单元210，用于根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；
冲程判定单元220，用于当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；
记录单元230，用于在成功判定到压缩冲程的机械位置后，记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数，直至电机停止，获得边沿变化次数；
停止位置确认单元240，用于当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；
带动单元250，用于切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在所述阻力最小点。
本发明第三实施例还提供了一种混合动力摩托车，其包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上述的停机方法。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，电子设备或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混合动力摩托车停机方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；
S2：当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；
S3：在成功判定到压缩冲程的机械位置后，记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数，直至电机停止，获得边沿变化次数；
S4：当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；其中，所述电机为带霍尔位置传感器的6对极永磁同步电机，霍尔位置传感器传输的角度为电角度，6对极永磁同步电机运行电角度一周，霍尔位置传感器会有6次边沿变化，运行机械角度一周时，霍尔位置传感器会有36次边沿变化；则步骤S4具体为：设获取的边沿变化次数为X1，将X1除以36，商为X2，余数为X3；其中，X2表示电机运行的圈数，X3表示当前停止位置距离零点的相对机械角度；其中，在成功判定压缩冲程的机械位置时，定义此机械位置为机械角度的零点；通过参数X2，X3，确定电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；其中，当X2为偶数，则电机停止在做功冲程或者排气冲程位置；当X2为奇数，则电机停止在吸气冲程或者压缩冲程位置；
S5：切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在阻力最小点。
2.根据权利要求1所述的混合动力摩托车停机方法，其特征在于，还包括：
若压缩冲程的机械位置判定失败，则在当电机速度下降至300rpm后，控制电机控制器输出恒定转矩，维持电机以300rpm低速运行，并重新判定压缩冲程的机械位置。
3.根据权利要求1所述的混合动力摩托车停机方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
根据整车的熄火信号来判定车辆是处于正常的低速行驶车况，还是处于停车前的降速车况。
4.根据权利要求1所述的混合动力摩托车停机方法，其特征在于，
当电机拖动发动机以恒转矩或者降速运行经过压缩冲程的机械位置时，转速波动会明显高于其他三个冲程。
5.根据权利要求1所述的混合动力摩托车停机方法，其特征在于，电机和发动机转速比为1:1。
6.根据权利要求1所述的混合动力摩托车停机方法，其特征在于，步骤S5具体为：
当X2为偶数，运行36-X3的角度，当X2为奇数，运行-X3的角度，从而将电机的最终停止位置停至排气冲程上止点；其中，在压缩冲程上止点阻力最大，排气冲程上止点阻力最小。
7.一种混合动力摩托车停机装置，其特征在于，包括：
车况判断单元，用于根据整车信号判断车辆是否处于停车前的降速车况；
冲程判定单元，用于当判断处于降速车况时，根据电机的速度波动判定压缩冲程的机械位置；
记录单元，用于在成功判定到压缩冲程的机械位置后，记录霍尔位置传感器上升沿、下降沿的变化次数，直至电机停止，获得边沿变化次数；
停止位置确认单元，用于当电机停止后，利用记录的霍尔位置传感器的边沿变化次数进行处理，获得电机的当前停止位置相对于压缩冲程的机械位置的相对机械角度以及电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；其中，所述电机为带霍尔位置传感器的6对极永磁同步电机，霍尔位置传感器传输的角度为电角度，6对极永磁同步电机运行电角度一周，霍尔位置传感器会有6次边沿变化，运行机械角度一周时，霍尔位置传感器会有36次边沿变化；则停止位置确认单元4具体用于：设获取的边沿变化次数为X1，将X1除以36，商为X2，余数为X3；其中，X2表示电机运行的圈数，X3表示当前停止位置距离零点的相对机械角度；其中，在成功判定压缩冲程的机械位置时，定义此机械位置为机械角度的零点；通过参数X2，X3，确定电机的当前停止位置位于发动机的冲程的具***置；其中，当X2为偶数，则电机停止在做功冲程或者排气冲程位置；当X2为奇数，则电机停止在吸气冲程或者压缩冲程位置；
带动单元，用于切换电机控制器至位置控制环路，并根据所述相对机械角度以及所述具***置，通过电机带动发动机运行停止在阻力最小点。
8.一种混合动力摩托车，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至6任意一项所述的停机方法。
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