專利名稱：一種小型增程式電動車的增程裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及小型的增程式電動車，具體涉及小型增程式電動車中的增程裝置。
背景技術：
因蓄電池電量有限，故僅由蓄電池提供電力的電動車的行駛里程不長。于是，就有了采用增程裝置來增加其行程的增程式電動車——當蓄電池的電量不足時，就由車載的增程裝置代替蓄電池臨時給電動車供電，與此同時也一并用小電流來給蓄電池充電，進而增加電動車的行駛里程。增程裝置主要包括其原動機為燃油發動機的燃油發電機、給蓄電池充電的充電器、監測蓄電池電量并控制燃油發動機起或停的控制器。技術相對成熟、完善的增程式電動車目前多為客車和轎車；為節省燃油且有利于環保，在三輪車和農用四輪車等各種小型車中，也出現了部分小型的增程式電動車。只是，由于用在轎車、客車上的增程裝置的成本較高，所以，在現有小型增程式電動車中，除采用成本較低的通過監測蓄電池電壓來判斷蓄電池電量的方式及結構之外，基本上還都是將成本較低的化油器式汽油發電機再配以控制器(多為單片機)后就安裝在小型電動車上了。所以，當將現有的這種低成本的增程裝置配置在小型電動車上時，不僅其中的汽油發動機存在自適應、自調節能力較差之不足，而且，其增程裝置本身也存在自適應、自調節能力較差的不足。
發明內容本實用新型的目的是，提供一種具有較好自適應、自調節能力的用于小型增程式電動車的增程裝置。實現所述目的之技術方案是這樣一種小型增程式電動車的增程裝置，與現有技術相同的方面是，它包括以汽油發動機為原動機的交流發電機、給蓄電池充電的充電器、監測蓄電池電壓并控制汽油發動機起或停的控制器；其中，汽油發動機為化油器式發動機，該化油器帶有調節進氣量大小的阻風門和調節進入汽油發動機汽缸內的混合油氣總量多少的節氣門。其改進之處是，阻風門連接有由控制器所控制的阻風門步進電機，節氣門連接有由控制器所控制的節氣門步進電機；在汽油發動機的缸頭上安裝有信號輸出端連接在控制器上的缸頭溫度傳感器；控制器是帶有AD采樣電路、PID算法電路的單片機，該控制器的一個輸入端連接有對蓄電池充電電流采樣的蓄電池電流傳感器，另一個輸入端連接有對蓄電池電壓米樣的電壓傳感器，還有一個輸入端連接有對交流發電機的發電電流米樣的發電電流傳感器，再有一個輸入端連接有對小型增程式電動車中的電動機的負載電流米樣的負載電流傳感器。從方案中可以看出，在現有化油器的基礎上，本實用新型增加了均由控制器所控制的阻風門步進電機和節氣門步進電機；并且，在控制器的一個輸入端處連接了對小型增程式電動車中的電動機的負載電流采樣的負載電流傳感器，在汽油發動機的缸頭上接上了其信號輸出端連接在控制器上的缸頭溫度傳感器。 這樣一來，當通過蓄電池電壓判斷其電量不足時，控制器(單片機)就會根據當前缸頭溫度的高低，通過兩個步進電機來及時自動地調節化油器的阻風門和節氣門的開啟角度，進而調節當前溫度下進入汽油發動機的混合油氣量，最終保證發動機在各種環境溫度下順利啟動。另外，當小型增程式電動車在行駛過程中(因路況或加減速)改變行駛狀態而導致電動機的負載發生變化時，就會在控制器(單片機)的控制下通過節氣門步進電機來及時自動地調節化油器節氣門，進而及時自動地調節進入汽油發動機汽缸內的混合油氣的比例和總量，最終促使以該汽油發動機為原動機的交流發電機的輸出電流作出適合于電動機負載要求的調整。這既能有效地控制了與電動機負載相適應的輸出電流，又能保證適應于蓄電池的小電流充電。也就是說，本實用新型中的汽油發動機具有了現有技術所不具備的自適應、自調節能力，當然，上述優點最終均表現為本小型增程式電動車的增程裝置具有較好的自適應、自調節能力。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1——本實用新型中化油器的結構示意圖；圖2——本實用新型的系統框圖。
具體實施方式
一種小型增程式電動車的增程裝置(參考圖1、2)，它包括以汽油發動機為原動機的交流發電機(圖2中左邊的雙點劃線框內所示)、給蓄電池充電的充電器、監測蓄電池電壓并控制汽油發動機起或停的控制器；其中，汽油發動機為化油器式發動機，該化油器5帶有調節進氣量大小的阻風門和調節進入汽油發動機汽缸內的混合油氣總量多少的節氣門(圖1中，用“空氣”標示的箭頭，表示空氣從箭頭所指方向通過阻風門進行化油器，用“混合油氣”標示的箭頭，表示混合油氣在從箭頭符號尾端所指方向通過節氣門流出化油器，再從箭頭所指方向進入汽油發動機)。在本實用新型中，阻風門連接有由控制器所控制的阻風門步進電機1，節氣門連接有由控制器所控制的節氣門步進電機2 (注:由于本領域的技術人員十分清楚，上述結構的更具體化應當是，阻風門步進電機I的輸出軸與阻風門的轉軸連接，節氣門步進電機2的輸出軸與節氣門的轉軸連接，所以，為圖幅清晰，圖1未畫出相應的局部剖視圖來)；在汽油發動機的缸頭上安裝有信號輸出端連接在控制器上的缸頭溫度傳感器；控制器是帶有AD采樣電路、PID算法電路的單片機，該控制器的一個輸入端連接有對蓄電池充電電流采樣的蓄電池電流傳感器(通常連接在蓄電池負極一側)，另一個輸入端連接有對蓄電池電壓米樣的電壓傳感器，還有一個輸入端連接有對交流發電機的發電電流米樣的發電電流傳感器(通常連接在與蓄電池的正極連線的一側)，再有一個輸入端連接有對小型增程式電動車中的電動機的負載電流采樣的負載電流傳感器(通常連接在與蓄電池的正極連線的一側)。結合對本實用新型有益效果的了解，本領域的技術人員從上述具體實施方式
中可以看出，本實用新型區別于現有技術的主要方面在執行機構(兩個步進電機)和在恰當位置設置的相應傳感器。至于控制器，則完全是根據功能需要進行的常規選用，即選擇現有的帶有AD采樣電路、PID算法電路的單片機(也稱微控制單元一MCU)。所以，涉及與單片機相關的具體接線位置、驅動執行機構的放大電路等，因本領域的技術人員十分清楚、熟悉，故不贅述；圖2也僅為繪制出增程裝置的系統框圖，為圖幅清晰，涉及在實踐中必須用到充電電路中的充電器、整流器等均省略未畫。下面僅就如何控制兩個步進電機以取得本實用新型所述效果，對單片機進行設置(編寫程序)的要求作進一步披露。本領域的技術人員清楚，在通過監測蓄電池電壓的方式來確定是否應當充電的情況下，應當首先在單片機中設定使用蓄電池的電壓下限值和電壓上限值一本說明書將這電壓下限值稱為V2、電壓上限值稱為V3，并將監測到的蓄電池即時電壓稱為VI。相關步驟按如下要求設定:在小型增程式電動車用蓄電池供電而開始行駛后，就讓單片機通過電壓傳感器開始對蓄電池電壓采樣，即監測蓄電池的即時電壓Vl。當Vl < V2時，單片機通過缸頭溫度傳感器對汽油發動機進行缸溫采樣，并根據缸頭溫度來決定通過阻風門步進電機I和節氣門步進電機2所分別帶動的阻風門和節氣門的開啟角度，在據此控制阻風門步進電機I和節氣門步進電機2的同時，啟動汽油發動機帶動發電。緊接著讓單片機通過發電電流傳感器、負載電流傳感器和蓄電池電流傳感器分別對交流發電機的輸出電流(發電電流)、電動機負載電流和蓄電池的充電電流進行AD采樣，并利用PID算法進行步進電機步數運算，進而驅動節氣門步進電機來調節其節氣門的開啟角度，達到調節、改變交流發電機的發電電流Id,以始終滿足既有足夠的負載電流Im為電動機供電，又有適當的較小充電電流Ib給蓄電池充電的目的。當Vl >V3時，即蓄電池的即時電壓大于蓄電池電壓上限值時，單片機通過對點火器點火電路接地，從而使汽油發動機熄火，從而達到保護蓄電池的目的。特別說明，在增程裝置(增程器)中僅用小電流來給蓄電池充電，是本領域的技術人員熟知的常識。充電電流具體小到何種程度，應當根據不同增程裝置及不同蓄電池的具體參數確定，所以，在本說明書中對負載電流Im就用了“足夠的”來限定，對充電電流Ib就用了“適當的較小”來限定。另外，關于自動調節過程中的阻風門和節氣門的開啟角度問題，由于對本領域的技術人員而言，既可以根據已有經驗來設置單片機對相應步進電機的控制量，也可通過有限的常識試驗重新確定。故不詳述。本領域的技術人員肯定清楚，在對單片機進行設置時，還需對蓄電池充電、故障等狀態進行提示，以及故障狀態自動熄火等保護功能，同時還需設置控制交流發電機停機，并轉為再用蓄電池給電動機供電的程序。
權利要求1.一種小型增程式電動車的增程裝置，它包括以汽油發動機為原動機的交流發電機、給蓄電池充電的充電器、監測蓄電池電壓并控制汽油發動機起或停的控制器；其中，汽油發動機為化油器式發動機，該化油器(5)帶有調節進氣量大小的阻風門和調節進入汽油發動機汽缸內的混合油氣總量多少的節氣門，其特征在于:所述阻風門連接有由所述控制器所控制的阻風門步進電機(1)，所述節氣門連接有由所述控制器所控制的節氣門步進電機(2);在所述汽油發動機的缸頭上安裝有信號輸出端連接在所述控制器上的缸頭溫度傳感器；所述控制器是帶有AD采樣電路、PID算法電路的單片機，該控制器的一個輸入端連接有對蓄電池充電電流采樣的蓄電池電流傳感器，另一個輸入端連接有對蓄電池電壓采樣的電壓傳感器，還有一個輸入端連接有對交流發電機的發電電流采樣的發電電流傳感器，再有一個輸入端連接有對所述小型增程式電動車中的電動機的負載電流米樣的負載電流傳感器。
專利摘要一種小型增程式電動車的增程裝置，它包括以汽油發動機為原動機的交流發電機、給蓄電池充電的充電器、監測蓄電池電壓并控制汽油發動機起或停的控制器；其中，汽油發動機為化油器式發動機。本實用新型中化油器的阻風門連接有由控制器所控制的阻風門步進電機、節氣門連接有由控制器所控制的節氣門步進電機；在汽油發動機的缸頭上安裝有信號輸出端連接在控制器上的缸頭溫度傳感器；控制器是帶有AD采樣電路、PID算法電路的單片機，該控制器的各個輸入端分別連接有蓄電池電流傳感器、電壓傳感器，發電電流傳感器，負載電流傳感器。本實用新型成本低廉，具有較好自適應、自調節能力等優點。
文檔編號B60L11/12GK202965992SQ201220660149
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者陳柏林 申請人:重慶和亞科技有限公司