[发明专利]发电机控制装置及其发电机启动方法

说明书

一种一体式马达发电机的发电机启动方法，通过驱动无位置感测器的马达发电机而带动引擎启动，发电机启动方法包括下列步骤：(a)在一速度开回路控制模式投入具有频率与振幅的驱动电流驱动马达发电机反转，且根据马达发电机的驱动电压与驱动电流获得负载信息；(b)确认负载信息是否满足重载条件；(c)当判断负载信息满足重载条件时，停止反转马达发电机；(d)正转马达发电机而带动引擎启动。本申请还涉及一种适用于启动一体式马达发电机的发电机控制装置。

技术领域

本发明涉及一种适用于启动一体式马达发电机的发电机控制装置及其发电机启动方法，特别涉及一种无感测器的发电机控制装置及其发电机启动方法。

背景技术

传统便携式发电机系统通常以手拉阀来启动引擎，近年来以按键启动的便携式发电机逐渐成为市场主流，而市场上通常使用直流有刷马达作为动力的启动系统。但由于直流有刷马达有噪音大、易损坏与占空间等缺点，因此便携式发电机系统厂商多朝向使用一体式启动马达发电机(Integrated Starter Generator；ISG)系统，亦即将马达发电机在启动时当作马达来启动引擎，在启动引擎后作为发电机使用，以取代传统直流马达的启动系统，但如何有效实现ISG与整合现行发电机的电气系统，成为各家厂商技术竞逐的方向。

如图1所示为引擎缸内压力示意图，由此图可看出，当引擎活塞P位于压缩上死点Cp(Compression Top)时，缸内压力非常大，因此要带动引擎旋转所需要的扭力需求非常大。通常必须要由马达发电机的转子在阻力低的区域Rl正转带动引擎，并利用马达发电机的转动惯量加成来协助越过压缩上死点，方能顺利启动引擎。但是以往的启动方式不外乎：1.检测引擎曲柄位置或马达发电机飞轮位置，2.持续反转固定的弧度，3.检测马达发电机的转速是否降低。其中，上述第1与3点，控制系统需要具有位置或转速的感测器，方能得知马达发电机的转子位置及转速，因此并不适用于无感测器的控制系统。上述第2点，因为转子每一次起始的位置都不尽相同，倘若都持续转动固定的弧度才停止，会造成时间的浪费及多余的功率消耗。

为此，如何设计出一种适用于启动一体式马达发电机的发电机控制装置及其发电机启动方法，通过无感测器的发电机控制装置来降低电路成本，且缩短引擎启动的时间，乃为本公开发明人所研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一体式马达发电机的发电机启动方法，解决现有技术的问题。

为实现前述目的，本发明所提出的发电机启动方法，通过驱动无位置感测器的马达发电机而带动引擎启动，发电机启动方法包括下列步骤：(a)在速度开回路控制模式投入具有第一频率与第一振幅的第一驱动电流驱动马达发电机反转，且根据马达发电机的驱动电压与第一驱动电流获得第一负载信息。(b)确认第一负载信息是否满足重载条件(c)当判断第一负载信息满足重载条件时，停止反转马达发电机。及(d)正转马达发电机而带动引擎启动。

本发明的再另一目的在于提供一种适用于启动一体式马达发电机的发电机控制装置，解决现有技术的问题。

为实现前述目的，本发明所提出的发电机控制装置，耦接无位置感测器的马达发电机，且马达发电机带动引擎启动，发电机控制装置包括：逆变器与控制模块，逆变器接收直流电压，且耦接马达发电机。控制模块耦接逆变器与马达发电机，且提供脉宽调制信号至逆变器，使逆变器转换直流电压为驱动电压与驱动电流而驱动该马达发电机。其中，于马达发电机启动以带动引擎运转的启动模式下，控制模块采用速度开回路控制模式；即控制模块在不参考马达发电机的转速的情况下，根据驱动电压驱动电流是否对应地满足重载条件而调整脉宽调制信号，以控制马达发电机正转或反转而带动引擎启动。