[發明專利]內燃機活塞停止位置控制裝置及方法

無效

• 申請號: 200910067129.3
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101581255A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 于秀敏;許楠;梁金廣;衣文鎖;董偉;孫平;馬君;周驥;譚興聞
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00;F02D29/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱世林;王壽珍

技術領域：

本發明涉及一種內燃機直接起停技術，特別是涉及一種內燃機活塞停止位置控制裝置及方法。

背景技術：

目前，我國內燃機直接起停技術的研究剛剛起步，基于瞬時反轉直接起停系統的關鍵技術活塞停止位置控制尚屬空白，本發明針對瞬時反轉直接起停系統而設計。為了保證在不使用起動電機的情況下能夠可靠地起動發動機，就必須要控制活塞在氣缸中的停止位置，以保證在曲軸停止旋轉后活塞的停止位置在一個合適的范圍內。這個范圍應該是處于壓縮行程氣缸內的活塞靠近上止點，而處于膨脹行程氣缸內的活塞靠近下止點。這樣控制的目的是在壓縮行程氣缸內空氣量足夠滿足首次燃燒，即能使曲軸獲得稍稍反轉的燃燒能量。而且，這也同時保證了處于膨脹行程的氣缸有較多的空氣量，使第二次燃燒產生足以使曲軸正轉的燃燒能量，從而使發動機能夠可靠地起動。經初步檢索，目前尚未發現相關專利申請。

技術內容：

傳統發動機在不加以控制自然停機時，活塞停止的位置一般不能滿足瞬時反轉直接起停系統的起動要求。原因有兩個：一是活塞停止位置分布不集中；二是相對較集中的活塞停止位置距符合起動要求的位置較遠?；钊Ｖ刮恢檬菦Q定能否以瞬時反轉方式起動發動機的關鍵因素，因此建立活塞停止控制系統是建立瞬時反轉直接起停系統的必要條件。本發明的目的在于提供一種內燃機活塞停止位置控制裝置及方法，以解決傳統發動機活塞停止的位置不能滿足瞬時反轉直接起停系統的起動要求的問題。

本發明的上述目的是通過以下技術方案方案實現的，結合附圖說明如下：

一種內燃機活塞停止位置控制裝置，由利用交流發電機的自動停止控制子系統和利用電子節氣門的自動停止控制子系統組成，所述的利用交流發電機的自動停止控制子系統包括：交流發電機、勵磁電流控制系統、蓄電池和外部電路，勵磁電流控制系統的功率輸出線的一端與交流發電機的勵磁線圈相連，而另一端接地，蓄電池和外部電路并聯一端與交流發電機的輸出線路相連接，另一端共地，當利用交流發電機的自動停止控制子系統處在工作工況時，勵磁電流控制系統使交流發電機處于他勵狀態，由蓄電池為交流發電機的勵磁線圈提供能量，勵磁電流控制系統將控制通過交流發電機轉子的勵磁電流的大小，以此來影響交流發電機工作時所產生的電磁轉矩。

所述的利用電子節氣門的自動停止控制子系統包括：電子節氣門、電子節氣門控制系統和驅動電路，電子節氣門控制系統的PWM信號線與驅動電路相連接，驅動電路的功率輸出線與電子節氣門內的直流電機連接，電子節氣門控制系統的控制既要控制節氣門的開度，也要完成電子節氣門控制權的移交，電子節氣門控制系統將發送標定好的PWM信號給驅動電路，驅動電路將按照PWM信號輸出功率信號給電子節氣門的直流電機以控制節氣門開度。

所述的發電機的勵磁電流控制系統包括：單片機模塊和驅動電路模塊，單片機模塊的PWM信號線和驅動電路模塊連接，驅動電路模塊與交流發電機的勵磁線圈連接，其中單片機向驅動芯片發送PWM信號，根據該信號占空比的不同以決定交流發電機內勵磁電流的大小，使交流發電機的勵磁電流在較寬范圍調節以適應自動停止的需要。

所述的發電機的勵磁電流控制系統中的驅動電路模塊包括：反相器、驅動芯片和續流二極管，反相器作為驅動電路模塊的輸入級接入來自單片機的PWM信號，反相器的輸出連接驅動芯片的輸入端，驅動芯片的輸出端連接交流發電機的勵磁線圈，續流二極管反向并聯在交流發電機的勵磁線圈兩端。

所述的發電機的勵磁電流控制系統中的驅動電路模塊中的反相器需要串聯兩個，只為到放大驅動信號的作用，不起邏輯取反的作用。

所述的發電機的勵磁電流控制系統中的驅動電路模塊中的續流二極管需要反向并聯在勵磁線圈的兩端，起到削減反向電動勢的作用。

所述的發電機的勵磁電流控制系統中的單片機模塊中的輸入端口接收來自發動機轉速傳感器和凸輪軸相位傳感器的信號，單片機模塊根據以上信號決定發動機處于不同狀態下PWM信號的占空比。

所述的利用電子節氣門的自動停止控制子系統中的電子節氣門控制權的移交是指自動停止系統在發動機停機后要從原有的電子節氣門控制系統手中接管節氣門的控制權，而在發動機正常運轉或需要怠速時將電子節氣門控制權再次還給電子節氣門控制系統，為原有的電子節氣門控制系統和利用電子節氣門的自動停止控制子系統兩套系統，使能夠在不同的工況分別根據自己的控制策略來控制節氣門；

所述的驅動電路的驅動芯片其上的兩處使能端分別接入發動機實驗電控系統的供電信號和先串聯接入反相器再接入發動機實驗電控系統的供電信號，通過反相器的邏輯取反完成電子節氣門控制權的移交。